Carbohydrate Metabolism in Cultured Cells

شاید برای هر دانشجوی زیست شناسی بدیهی باشد که کشف فرآیندهای شیمیایی در کل موجودات معمولاً قبل از روشن شدن مراحل تشکیل دهنده بوده است. با این حال، شاید کمتر آشکار باشد که کشف توالی‌هایی که در آن مراحل شیمیایی در ماده زنده رخ می‌دهند، مکانیسم‌های دقیق دخیل در آن، و نحوه تنظیم آن‌ها، با مطالعه دست نخورده به دست نمی‌آمد. گیاهان و حیوانات و حتی عصاره های به دست آمده از آنها. توانایی ما برای درک ماهیت و تنظیم متابولیسم بر دو فرض اصلی استوار است: این فرض که فرآیندهای زندگی را می‌توان به طور معتبر با سلول‌های منفرد و عصاره‌های عاری از سلول بررسی کرد، و این تز که "وحدت اساسی در بیوشیمی" وجود دارد. (همانطور که کلایور 60 سال پیش بیان کرد) که رویدادهای یک موجود را قادر می سازد تا به طور قانونی در موجودی دیگر مورد مطالعه قرار گیرد. کاربرد ویژه در این رابطه استفاده از کشت ارگانیسم‌های تک سلولی است که در محیط‌های مشخص رشد می‌کنند، به‌ویژه پروکاریوت‌ها، مانند اشریشیا کلی، و یوکاریوت‌ها، مانند Neurospora و Sac charomyces sp. ، که هم تکنیک های بیوشیمیایی و هم تکنیک های ژنتیکی را می توان به کار برد. البته، مشاهدات پاستور از تخمیرهای باکتریایی بود که برای اولین بار این باور را که اکسیژن برای همه فرآیندهای تولید انرژی ضروری است، از بین برد: تشخیص او که "تخمیر بدون هوا" وجود دارد. مبانی دانش ما از گلیکولیز.

It is perhaps obvious to any student of Biology that the discovery of chemical processes in whole organisms has usually preceded the elucidation of the compo­ nent steps. However, it is perhaps less obvious that the unravelling of the se­ quences in which those chemical steps occur in living matter, of the precise mechanisms involved, and of the manner in which they are regulated, would have been achieved neither by the study of intact plants and animals nor even of extracts derived from them. Our ability to understand the nature and regulation of metabolism rests on two main premises: the postulate that life processes can indeed be validly investigated with individual cells and cell-free extracts, and the thesis that there is an essential "unity in biochemistry" (as Kluyver put it, 60 years ago) that enables events in one organism to be legitimately studied in another. Of particular utility in this latter respect has been the use of cultures of single-celled organisms, growing in defined media-especially prokaryotes, such as Escherichia coli, and eukaryotes, such as Neurospora and Sac­ charomyces sp. , to which both biochemical and genetical techniques could be applied. It was, of course, Pasteur's observations of bacterial fermentations that first overthrew the belief that oxygen was essential for all energy-yielding pro­ cesses: his recognition that "La fermentation . . . . . c' est La vie sans air" laid the foundations of our knowledge of glycolysis.