Elementary modes
அடிப்படை முறைகள் ஒரு நிலையான நிலையைத் தக்கவைக்கக்கூடிய உயிர்வேதியியல் வலையமைப்பின் மூலம் குறைந்தபட்ச உணரக்கூடிய ஓட்ட வடிவங்களாகக் கருதப்படலாம். இதன் பொருள் என்னவென்றால், அடிப்படை முறைகளை மேலும் எளிமையான பாதைகளாக சிதைக்க முடியாது. ஒரு நெட்வொர்க்கின் மூலம் சாத்தியமான அனைத்து ஓட்டங்களும் அடிப்படை முறைகளின் நேரியல் சேர்க்கைகளிலிருந்து கட்டமைக்கப்படலாம். கொடுக்கப்பட்ட நெட்வொர்க்கிற்கான அடிப்படை முறைகளின் தொகுப்பு தனித்துவமானது (ஒரு தன்னிச்சையான அளவீட்டு காரணி வரை). தனித்துவம் மற்றும் சிதைக்க முடியாத தன்மை தொடர்பாக அடிப்படை முறைகளின் அடிப்படை தன்மையைக் கருத்தில் கொண்டு, 'பாதை' என்ற சொல்லை ஒரு அடிப்படை முறை என்று வரையறுக்கலாம். ஒரு உயிரணு நிலையில் இருந்து மற்றொரு உயிரணு நிலைக்கு மாறும்போது வெளிப்படுத்தப்பட்ட நொதிகளின் தொகுப்பு மாறும்போது அடிப்படை முறைகளின் தொகுப்பு மாறும் என்பதை நினைவில் கொள்க. கணித ரீதியாக, அடிப்படை முறைகளின் தொகுப்பு ஃப்ளக்ஸ் திசையன்களின் தொகுப்பாக வரையறுக்கப்படுகிறது, இது நிலையான நிலை நிலையை பூர்த்தி செய்கிறது, அங்கு ஸ்டோச்சியோமெட்ரி மேட்ரிக்ஸ், விகிதங்களின் திசையன், நிலையான நிலை மிதக்கும் (அல்லது உள்) இனங்களின் திசையன் மற்றும், அமைப்பு அளவுருக்களின் திசையன். ஒரு முக்கியமான நிபந்தனை என்னவென்றால், ஒவ்வொரு மாற்ற முடியாத எதிர்வினையின் விகிதமும் எதிர்மறையாக இருக்க வேண்டும். மேலும் முறையான வரையறை பின்வருமாறு வழங்கப்படுகிறதுஃ ஒரு அடிப்படை முறை, ஃப்ளக்ஸ் திசையன் என வரையறுக்கப்படுகிறது, அதாவது பின்வரும் அளவுகோல்களில் பட்டியலிடப்பட்டுள்ள மூன்று நிபந்தனைகள் பூர்த்தி செய்யப்படுகின்றன. திசையன் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்ஃ, அதாவதுஃ நிலையான நிலை நிலை. அனைத்து மாற்ற முடியாத எதிர்விளைவுகளுக்கும்ஃ இதன் பொருள் என்னவென்றால், அனைத்து ஓட்ட வடிவங்களும் அவற்றின் மிகவும் இயற்கையான திசையில் தொடரும் எதிர்வினைகளைப் பயன்படுத்த வேண்டும். இது அடிப்படை முறை மூலம் விவரிக்கப்பட்ட பாதையை வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக சாத்தியமான பாதையாக ஆக்குகிறது. திசையன் அடிப்படை இருக்க வேண்டும். அதாவது, பூஜ்ஜியமற்ற உள்ளீடுகளாகத் தோன்றும் அதே நொதிகளின் தொகுப்பைப் பயன்படுத்தி முதல் மற்றும் இரண்டாவது தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் இரண்டு திசையன்களை இணைப்பதன் மூலம் உருவாக்க முடியாது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், ஒரு நிலையான நிலையை தக்கவைக்கக்கூடிய வேறு இரண்டு பாதைகளாக சிதைவடைவது சாத்தியமில்லை. இது எலிமென்டாரிட்டி என்று அழைக்கப்படுகிறது. மிகவும் முறையான சோதனை என்னவென்றால், அதன் சப் மேட்ரிக்ஸின் பூஜ்ய இடைவெளி ஒரு பரிமாணத்தின் எதிர்வினைகளை மட்டுமே உள்ளடக்கியது மற்றும் பூஜ்ஜிய உள்ளீடுகள் இல்லை. எடுத்துக்காட்டு மூன்று படிகளும் மாற்ற முடியாத ஒரு எளிய கிளைப் பாதையைக் கவனியுங்கள். அத்தகைய பாதை தடிமனான (அல்லது சிவப்பு) எதிர்வினை கோடுகளில் குறிக்கப்படும் இரண்டு அடிப்படை முறைகளை அனுமதிக்கும். ஏனெனில் இரண்டும் மாற்ற முடியாதவை, மேலும் இந்த இரண்டு எதிர்வினைகளிலும் உள்ள அடிப்படை முறை சாத்தியமில்லை, ஏனெனில் இது ஒரு எதிர்வினை அதன் வெப்ப இயக்கவியல் திசைக்கு எதிராக செல்வதைக் குறிக்கும். இந்த அமைப்பில் உள்ள ஒவ்வொரு முறையும் மேலே விவரிக்கப்பட்ட மூன்று நிபந்தனைகளை பூர்த்தி செய்கிறது. முதல் நிபந்தனை நிலையான நிலை, அதாவது ஒவ்வொரு முறைக்கும், அது உண்மையாக இருக்க வேண்டும். இயற்கணித ரீதியாக இரண்டு முறைகளும் பின்வருமாறு கொடுக்கப்பட்டுள்ளனஃ இந்த திசையன்கள் ஒவ்வொன்றையும் மாற்றுவதன் மூலம், ஒருவர் திருப்தி அடைகிறார் என்பதைக் காண்பிப்பது எளிது. நிபந்தனை இரண்டைப் பொறுத்தவரை, மாற்ற முடியாத அனைத்து எதிர்வினைகளும் அடிப்படை முறைகளின் தொடர்புடைய கூறுகளில் நேர்மறையான உள்ளீடுகளைக் கொண்டிருப்பதை உறுதி செய்ய வேண்டும். கிளையில் உள்ள மூன்று எதிர்வினைகளும் மாற்ற முடியாதவை மற்றும் அடிப்படை முறைகளில் உள்ள அனைத்து உள்ளீடுகளும் நேர்மறையானவை என்பதால், நிபந்தனை இரண்டு பூர்த்தி செய்யப்படுகிறது. இறுதியாக, நிபந்தனை மூன்றை பூர்த்தி செய்ய, அடிப்படை முறையில் அதே பூஜ்ஜியமற்ற உள்ளீடுகளைப் பயன்படுத்தும் போது நிலையான நிலையைத் தக்கவைக்கக்கூடிய இரண்டு அடிப்படை முறைகளை மற்ற பாதைகளாக சிதைக்க முடியுமா என்று நாம் கேட்க வேண்டும். இந்த எடுத்துக்காட்டில், ஒரு நிலையான நிலையைத் தக்கவைக்கும் திறனை சீர்குலைக்காமல் அடிப்படை முறைகளை மேலும் சிதைப்பது சாத்தியமற்றது. எனவே, மூன்று நிபந்தனைகளும் பூர்த்தி செய்யப்பட்டால், மேலே காட்டப்பட்டுள்ள இரண்டு திசையன்களும் அடிப்படை முறைகள் என்று நாம் முடிவு செய்யலாம். ஒரு நெட்வொர்க்கின் வழியாக சாத்தியமான அனைத்து ஓட்டங்களும் அடிப்படை முறைகளின் நேரியல் சேர்க்கைகளிலிருந்து கட்டமைக்கப்படலாம், அதாவதுஃ ஒரு நெட்வொர்க்கின் வழியாக பாயும் முழு இடத்தையும் விவரிக்க முடியும். மாற்ற முடியாத படிகள் கவனக்குறைவாக தலைகீழ் திசையில் செல்லப்படுவதில்லை என்பதை உறுதிப்படுத்த பூஜ்ஜியத்தை விட அதிகமாகவோ அல்லது சமமாகவோ இருக்க வேண்டும். எடுத்துக்காட்டாக, பின்வருவன கிளைப் பாதையில் சாத்தியமான நிலையான-நிலை ஓட்டம் ஆகும். எளிய கிளைப் பாதையில் உள்ள வெளியேறும் படிகளில் ஒன்று மாற்றியமைக்கப்பட்டால், இரண்டு வெளியேறும் கிளைகளுக்கு இடையிலான ஓட்டத்தைக் குறிக்கும் ஒரு கூடுதல் அடிப்படை முறை கிடைக்கிறது. ஒரு கூடுதல் முறை வெளிப்படுகிறது, ஏனெனில், முதல் இரண்டு முறைகளுடன் மட்டுமே, இரண்டு கிளைகளுக்கு இடையிலான ஓட்டத்தை பிரதிநிதித்துவப்படுத்துவது சாத்தியமில்லை, ஏனெனில் அளவிடுதல் காரணி எதிர்மறையாக இருக்க முடியாது (இது ஓட்டத்தை மாற்றியமைக்க தேவைப்படும்). ஒரு பாதையின் வரையறை விக்கிப்பீடியா பக்கம் மெட்டபாலிக் பாதை ஒரு பாதையை "ஒரு வளர்சிதை மாற்ற பாதை என்பது ஒரு செல்லுக்குள் நிகழும் இரசாயன எதிர்வினைகளின் இணைக்கப்பட்ட தொடர்" என்று வரையறுக்கிறது. இதன் பொருள் என்னவென்றால், எந்தவொரு தொடர்ச்சியான எதிர்வினைகளையும் வளர்சிதை மாற்ற பாதை என்று பெயரிட முடியும். இருப்பினும், வளர்சிதை மாற்றம் கண்டறியப்பட்டபோது, எதிர்வினைகளின் குழுக்களுக்கு கிளைகோலிசிஸ், கிரெப்ஸ் சுழற்சி அல்லது செரின் உயிரியக்கவியல் போன்ற குறிப்பிட்ட லேபிள்கள் ஒதுக்கப்பட்டன. பெரும்பாலும் வகைப்படுத்தல் பொதுவான வேதியியல் அல்லது உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டின் அடையாளத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது. எடுத்துக்காட்டாக, செரின் உயிரியக்கவியல் 3-பாஸ்போக்ளிசரில் தொடங்கி செரினில் முடிவடைகிறது. இது பாதைகளை வரையறுப்பதற்கான ஓரளவு தற்காலிக வழிமுறையாகும், குறிப்பாக பாதைகள் மாறும் கட்டமைப்புகளாக இருக்கும்போது, மரபணு வெளிப்பாட்டின் மாற்றங்களில் சுற்றுச்சூழல் விளைவாக மாறுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, கிரெப் சுழற்சி பெரும்பாலும் பாடப்புத்தகங்களில் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளபடி சுழற்சி அல்ல. ஈ. கோலை மற்றும் பிற பாக்டீரியாவில், இது அசிட்டேட் அல்லது கொழுப்பு அமிலங்களில் ஏரோபிக் வளர்ச்சியின் போது மட்டுமே சுழற்சி செய்யப்படுகிறது. அதற்கு பதிலாக, காற்றில்லா உயிரணுவின் கீழ், அதன் நொதிகள் சுசினைல்-கோஏ மற்றும் α-கெட்டோகுளுட்டரேட்டை உற்பத்தி செய்யும் இரண்டு தனித்துவமான உயிர்ச்சேர்க்கை பாதைகளாக செயல்படுகின்றன. எனவே ஒரு பாதையை ஒற்றை அடிப்படை முறை அல்லது அடிப்படை முறைகளின் சில கலவையாக வரையறுக்க முன்மொழியப்பட்டுள்ளது. கூடுதல் நன்மை என்னவென்றால், அடிப்படை முறைகளின் தொகுப்பு தனித்துவமானது மற்றும் எளிமையான பாதைகளுக்கு சிதைக்க முடியாதது. எனவே ஒரு ஒற்றை அடிப்படை முறையை ஒரு அடிப்படை பாதையாக கருதலாம். ஒரு உயிரணு நிலையில் இருந்து மற்றொரு உயிரணு நிலைக்கு மாறும்போது வெளிப்படுத்தப்பட்ட நொதிகளின் தொகுப்பு மாறும்போது அடிப்படை முறைகளின் தொகுப்பு மாறும் என்பதை நினைவில் கொள்க. எனவே, அடிப்படை முறைகள் ஒரு பாதையின் தெளிவான வரையறையை வழங்குகின்றன. நிபந்தனை மூன்று நிபந்தனை மூன்று ஒரு அடிப்படை முறையின் சிதைக்க முடியாதது தொடர்பானது மற்றும் ஓரளவு அடிப்படை முறைகளை சுவாரஸ்யமாக்குகிறது. முன்பு சுட்டிக்காட்டப்பட்ட மற்ற இரண்டு முக்கியமான அம்சங்கள் பாதை தனித்துவம் மற்றும் வெப்ப இயக்கவியல் நம்பகத்தன்மை ஆகும். சிதைவு என்பது ஒரு முறையை இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பிற முறைகளின் கலவையாக பிரதிநிதித்துவப்படுத்த முடியும் என்பதைக் குறிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு முறை மற்ற இரண்டு முறைகளிலிருந்து இயற்றப்படலாம், மேலும்ஃ ஒரு முறையை சிதைக்க முடிந்தால், முறை ஒரு அடிப்படை முறை அல்ல என்று அர்த்தமா? நிபந்தனை மூன்று ஒரு சிதைவு என்பது கொடுக்கப்பட்ட முறை ஒரு அடிப்படை முறையா இல்லையா என்பதை தீர்மானிக்க ஒரு விதியை வழங்குகிறது. பயன்முறையில் பயன்படுத்தப்படாத என்சைம்களை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் கொடுக்கப்பட்ட பயன்முறையை சிதைக்க மட்டுமே முடிந்தால், முறை அடிப்படை. அதாவது, தற்போது பயன்முறையில் பயன்படுத்தப்படும் என்சைம்களுடன் ஒரு பாதையை (அதாவது, ஒரு நிலையான நிலையை தக்கவைக்கக்கூடிய ஒன்று) உருவாக்க ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட வழிகள் உள்ளனவா? அப்படியானால், முறை அடிப்படை அல்ல. இந்த நுட்பமான நிலையை விளக்க, கீழே காட்டப்பட்டுள்ள பாதையை கவனியுங்கள். இந்த பாதை கிளைகோலிசிஸின் பாணியிலான விளக்கக்காட்சியைக் குறிக்கிறது. படி மூன்று மற்றும் ஆறு மாற்றியமைக்கக்கூடியவை மற்றும் முறையே ட்ரையோஸ் பாஸ்பேட் ஐசோமரேஸ் மற்றும் கிளிசரால் 3-பாஸ்பேட் டீஹைட்ரஜனேஸ் ஆகியவற்றுடன் ஒத்திருக்கின்றன. நெட்வொர்க்கில் நான்கு அடிப்படை ஃப்ளக்ஸ் முறைகள் உள்ளன, அவை கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளன. அடிப்படை ஃப்ளக்ஸ் முறை திசையன்கள் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளனஃ அடிப்படை முறைகளின் தொகுப்பில் எதிர்மறை உள்ளீடுகள் இருக்க முடியும் என்பதை நினைவில் கொள்க, ஏனெனில் அவை மாற்றியமைக்கக்கூடிய படிகளுடன் ஒத்திருக்கும். நான்காவது திசையன், (இடமாற்றத்தைக் குறிக்கும் இடத்தில்) முதல் மற்றும் இரண்டாவது திசையன்களின் கூட்டுத்தொகையிலிருந்து உருவாகலாம் என்ற அவதானிப்பு ஆர்வமாக உள்ளது. இது நான்காவது திசையன் ஒரு அடிப்படை முறை அல்ல என்பதைக் குறிக்கிறது. இருப்பினும், இந்த சிதைவு மட்டுமே வேலை செய்கிறது, ஏனெனில் நாம் ஒரு புதிய நொதியை அறிமுகப்படுத்தியுள்ளோம், (ட்ரையோஸ் பாஸ்பேட் ஐசோமரேஸ்) இது பயன்படுத்தப்படவில்லை. உண்மையில், அடிப்படை முறையில் பயன்படுத்தப்படும் ஐந்து படிகளுடன் மட்டுமே ஒரு நிலையான நிலையைத் தக்கவைக்கக்கூடிய பாதைகளாக சிதைவடைவது சாத்தியமற்றது. எனவே இது ஒரு அடிப்படை முறை என்று நாம் முடிவு செய்கிறோம். மேலும் காண்க கம்ப்யூடேஷனல் சிஸ்டம்ஸ் பயாலஜி மெட்டபாலிக் கண்ட்ரோல் அனாலிசிஸ் மெட்டபாலிக் நெட்வொர்க் மெட்டபாலிக் பாதை மெட்டஜெனோமிக்ஸ் குறிப்புகள் உயிரியல் பொறியியல் பயோமெடிக்கல் இன்ஜினியரிங் சிஸ்டம்ஸ் உயிரியல் மெட்டபாலிசம் கணித மற்றும் கோட்பாட்டு உயிரியல்