Regulation des Zellstoffwechsels: Programmierung und Aufrechterhaltung der metabolischen Homöostase

Die mitochondriale oxidative Phosphorylierung ist programmiert, um die metabolische Homöostase einzustellen und aufrechtzuerhalten. Dies geschieht durch ein intrinsisches Programm, das den metabolischen ATP/ADP/Pi bestimmt, wobei Pi die Konzentration von anorganischem Phosphat (Energiezustand) darstellt, und es über ein bidirektionales sensorisches/signalisierendes Kontrollnetzwerk aufrechterhält, das jeden Aspekt des Zellstoffwechsels erreicht. Das Programm setzt den Energiezustand mit hoher Präzision (besser als ein Teil in 10(9)) und kann auf vorübergehende Änderungen des Energiebedarfs (ATP-Verbrauch) mit mehr als 100 Mal der Ruheaktivität reagieren. Epigenetische und umweltbedingte Faktoren sind in der Lage, den programmierten Sollwert über einen engen Bereich fein abzustimmen, um den besonderen Bedürfnissen im Zusammenhang mit der Zell-Differenzierung und chronischen Änderungen der metabolischen Anforderungen gerecht zu werden. Das Ergebnis ist eine robuste, plattformübergreifende Kontrolle des Stoffwechsels, die für die Zell-Differenzierung und die Evolution komplexer Organismen wesentlich ist.