مستخدم:Ahmed Aboshama/أيض: الفرق بين النسختين
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
أُنشئَت بترجمة الصفحة "Metabolism" |
أُنشئَت بترجمة الصفحة "Metabolism" |
||
سطر 1:
[[ملف:ATP-3D-vdW.png|يمين|تصغير|
'''Metabolism''' ({{IPAc-en|m|ə|ˈ|t|æ|b|ə|l|ɪ|z|ə|m}}, from {{يونانية|μεταβολή}} ''metabolē'', "change") is the set of [[حياة|life]]-sustaining [[تفاعل كيميائي|chemical transformations]] within the [[خلية|cells]] of [[متعضية|organisms]]. The three main purposes of metabolism are the conversion of food/fuel to energy to run cellular processes, the conversion of food/fuel to building blocks for [[بروتين|proteins]], [[ليبيدات|lipids]], [[حمض نووي|nucleic acids]], and some [[سكريات|carbohydrates]], and the elimination of [[فضلات أيضية|nitrogenous wastes]]. These [[إنزيم|enzyme]]-catalyzed reactions allow organisms to grow and reproduce, maintain their structures, and respond to their environments. The word metabolism can also refer to the sum of all chemical reactions that occur in living organisms, including [[هضم|digestion]] and the transport of substances into and between different cells, in which case the set of reactions within the cells is called '''intermediary metabolism''' or '''intermediate metabolism'''.
Metabolism is usually divided into two categories: [[تقويض|catabolism]], the ''breaking down'' of organic matter for example, the breaking down of glucose to pyruvate, by [[تنفس خلوي|cellular respiration]], and [[ابتناء|anabolism]], the ''building up'' of components of cells such as [[بروتين|proteins]] and [[حمض نووي|nucleic acids]]. Usually, breaking down releases [[طاقة|energy]] and building up consumes energy.
The chemical reactions of metabolism are organized into [[مسار أيضي|metabolic pathways]], in which one chemical is transformed through a series of steps into another chemical, by a sequence of [[إنزيم|enzymes]]. Enzymes are crucial to metabolism because they allow organisms to drive desirable reactions that require [[طاقة|energy]] that will not occur by themselves, by coupling them to spontaneous reactions that release energy. Enzymes act as [[تحفيز|catalysts]] that allow the reactions to proceed more rapidly. Enzymes also allow the [[مسار أيضي|regulation]] of metabolic pathways in response to changes in the [[خلية|cell's]] environment or to [[تأشير الخلية|signals]] from other cells.
A striking feature of metabolism is the similarity of the basic metabolic pathways and components between even vastly different species. For example, the set of [[حمض كربوكسيلي|carboxylic acids]] that are best known as the intermediates in the [[دورة حمض الستريك|citric acid cycle]] are present in all known organisms, being found in species as diverse as the [[كائن وحيد الخلية|unicellular]] bacterium ''[[إشريكية قولونية|Escherichia coli]]'' and huge [[متعددة الخلايا|multicellular organisms]] like [[فيل|elephants]]. These striking similarities in metabolic pathways are likely due to their early appearance in evolutionary history, and their retention because of their [[نجاعة|efficacy]].
== المواد الكيميائية الحيوية الرئيسية ==
[[ملف:Trimyristin-3D-vdW.png|يسار|تصغير|Structure of a [[ثلاثي الغليسريد|triacylglycerol]] lipid]]
[[ملف:Human_Metabolism_-_Pathways.jpg|تصغير|This is a diagram depicting a large set of human metabolic pathways.]]
Most of the structures that make up animals, plants and microbes are made from three basic classes of [[جزيء|molecule]]: [[حمض أميني|amino acids]], [[سكريات|carbohydrates]] and [[ليبيدات|lipids]] (often called [[دهن|fats]]). As these molecules are vital for life, metabolic reactions either focus on making these molecules during the construction of cells and tissues, or by breaking them down and using them as a source of energy, by their digestion. These biochemicals can be joined together to make [[مبلمر|polymers]] such as [[حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين|DNA]] and [[بروتين|proteins]], essential [[جزيء ضخم|macromolecules]] of life.
{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto;"
!Type of molecule
!Name of [[مونومر|monomer]] forms
!Name of [[مبلمر|polymer]] forms
!Examples of polymer forms
|- style="text-align:center;"
|[[حمض أميني|Amino acids]]
|Amino acids
|[[بروتين|Proteins]] (made of polypeptides)
|[[سكليروبروتين|Fibrous proteins]] and globular proteins
|- style="text-align:center;"
|[[سكريات|Carbohydrates]]
|[[سكر أحادي|Monosaccharides]]
|[[متعدد السكاريد|Polysaccharides]]
|[[نشا|Starch]], [[غلايكوجين|glycogen]] and [[سليولوز|cellulose]]
|- style="text-align:center;"
|[[حمض نووي|Nucleic acids]]
|[[نوكليوتيد|Nucleotides]]
|[[عديد النوكليوتيد|Polynucleotides]]
|[[حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين|DNA]] and [[حمض نووي ريبوزي|RNA]]
=== الأحماض الأمينية والبروتينات ===
تتكون [[البروتينات]] من [[أحماض أمينية]] مرتبة في سلسلة طولية ترتبط معا [[رابطة ببتيدية|بروابط ببتيدية]]. العديد من البروتينات هي [[إنزيمات]] تحفز التفاعلات الكيميائية في الأيض. تمتلك البروتينات الأخرى وظائف هيكلية أو ميكانيكية، مثل البروتينات التي تشكل [[الهيكل الخلوي]]، وهو نظام من [[سقالة|السقالة]] يحافظ على شكل الخلية. كذلك فإن البروتينات مهمة في <nowiki/>[[تأشير الخلية]]، واستجابة المناعة، و<nowiki/>[[التصاق الخلايا]]، و<nowiki/>[[النقل النشط]] عبر الأغشية، و<nowiki/>[[دورة الخلية]]. تساهم الأحماض الأمينية أيضا في أيض الطاقة الخلوي عن طريق توفير مصدر للكربون للدخول في [[دورة حمض الستريك]]، بالأخص حين يكون مصدر الطاقة الرئيسي، مثل [[الجلوكوز]]، نادرًا، أو حين تكون الخلايا تحت إجهاد أيضي.
=== الدهون ===
[[ليبيدات|الدهون]] هي المجموعة الأكثر تنوعًا من المواد الكيماوية الحيوية. استخداماتهم الهيكلية الرئيسية هي كونهم جزء من [[غشاء حيوي|الأغشية الحيوية]] سواء الداخلية أو الخارجية، مثل [[غشاء الخلية]]، أو كمصدر للطاقة. تُعرف الدهون عادة على أنها جزيئات حيوية <nowiki/>[[كارهة للماء]] أو <nowiki/>[[مزدوج الألفة|مزدوجة الألفة]] ولكن تذوب في [[مذيب|المذيبات]] العضوية مثل [[بنزين (مركب كيميائي)|البنزين]] أو <nowiki/>[[كلوروفورم]]. الدهون هي مجموعة كبيرة من المركبات التي تحتوي على<nowiki/>[[ أحماض دهنية]] و<nowiki/>[[غليسرول]]، جزئ غليسرول مرتبط بـ3 [[إسترات]] أحماض دهنية يسمى <nowiki/>[[ثلاثي الغليسريد]]. تتواجد العديد من التنوعات على الهيكل الأساسي، بما في ذلك هياكل بديلة مثل <nowiki/>[[سفينغوزين]] في [[شحميات سفينجولية|الشحميات السفينجولية]]، ومجموعات <nowiki/>[[محبة للماء]] مثل [[الفوسفات]] في [[دهن فسفوري|الدهن الفسفوري]]. <nowiki/>[[ستيرويدات]] مثل [[الكولسترول]] هي فئة أخرى كبيرة من الدهون.
=== السكريات ===
[[ملف:Glucose_Fisher_to_Haworth.gif|بديل=The straight chain form consists of four C H O H groups linked in a row, capped at the ends by an aldehyde group C O H and a methanol group C H 2 O H. To form the ring, the aldehyde group combines with the O H group of the next-to-last carbon at the other end, just before the methanol group.|يسار|تصغير|[[الجلوكوز]] يمكن أن يتواجد في شكل سلسلة مستقيمة أو حلقة.]]
[[الكربوهيدرات]] هي <nowiki/>[[ألدهيدات]] أو [[كيتونات]]، مع العديد من مجموعت [[الهيدروكسيل]] المرتبطة بها. يمكنها التواجد في صورة سلاسل مستقيمة أو حلقات. السكريات هي الجزيئات الحيوية الأكثر وفرة، وتؤدي العديد من الأدوار، مثل تخزين ونقل الطاقة ([[نشا]]، و<nowiki/>[[غلايكوجين]])، وكونها مكونات هيكلية ([[سليولوز]] في النبات، و<nowiki/>[[كيتين]] في الحيوانات). تسمى وحدات السكريات الأساسية [[سكر أحادي]] وتشمل [[جالاكتوز]]، و<nowiki/>[[فركتوز]]، والأهم [[الجلوكوز]]. يمكن أن ترتبط السكريات الأحادية معا لتكوين <nowiki/>[[متعدد السكاريد]].
=== Nucleotides ===
The two nucleic acids, DNA and [[حمض نووي ريبوزي|RNA]], are polymers of [[نوكليوتيد|nucleotides]]. Each nucleotide is composed of a phosphate attached to a [[ريبوز|ribose]] or [[ريبوز منقوص الأكسجين|deoxyribose]] sugar group which is attached to a [[قاعدة نيتروجينية|nitrogenous base]]. Nucleic acids are critical for the storage and use of genetic information, and its interpretation through the processes of [[نسخ (وراثة)|transcription]] and [[اصطناع حيوي للبروتين|protein biosynthesis]]. This information is protected by [[ترميم الدنا|DNA repair]] mechanisms and propagated through [[تضاعف الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين|DNA replication]]. Many [[فيروس|viruses]] have an [[فيروس حمض نووي ريبوزي|RNA genome]], such as [[فيروس العوز المناعي البشري|HIV]], which uses [[منتسخة عكسية|reverse transcription]] to create a DNA template from its viral RNA genome. RNA in [[إنزيم الحمض النووي الريبوزي|ribozymes]] such as [[جسيم التضفير|spliceosomes]] and [[ريبوسوم|ribosomes]] is similar to enzymes as it can catalyze chemical reactions. Individual [[نيوكليوسيد|nucleosides]] are made by attaching a [[قاعدة نووية|nucleobase]] to a [[ريبوز|ribose]] sugar. These bases are [[مركب حلقي غير متجانس|heterocyclic]] rings containing nitrogen, classified as [[بيورين|purines]] or [[بيريميدين|pyrimidines]]. Nucleotides also act as coenzymes in metabolic-group-transfer reactions.
=== Coenzymes ===
[[ملف:Acetyl-CoA-2D.svg|يسار|تصغير|Structure of the [[عامل مرافق (كيمياء حيوية)|coenzyme]] [[أسيتيل مرافق الإنزيم-أ|acetyl-CoA]].The transferable [[أسيتيل|acetyl group]] is bonded to the sulfur atom at the extreme left.]]
Metabolism involves a vast array of chemical reactions, but most fall under a few basic types of reactions that involve the transfer of [[مجموعة وظيفية|functional groups]] of atoms and their bonds within molecules. This common chemistry allows cells to use a small set of metabolic intermediates to carry chemical groups between different reactions. These group-transfer intermediates are called [[عامل مرافق (كيمياء حيوية)|coenzymes]]. Each class of group-transfer reactions is carried out by a particular coenzyme, which is the [[ركيزة (كيمياء حيوية)|substrate]] for a set of enzymes that produce it, and a set of enzymes that consume it. These coenzymes are therefore continuously made, consumed and then recycled.
One central coenzyme is [[أدينوسين ثلاثي الفوسفات|adenosine triphosphate]] (ATP), the universal energy currency of cells. This nucleotide is used to transfer chemical energy between different chemical reactions. There is only a small amount of ATP in cells, but as it is continuously regenerated, the human body can use about its own weight in ATP per day. ATP acts as a bridge between [[تقويض|catabolism]] and [[ابتناء|anabolism]]. Catabolism breaks down molecules, and anabolism puts them together. Catabolic reactions generate ATP, and anabolic reactions consume it. It also serves as a carrier of phosphate groups in [[فسفرة|phosphorylation]] reactions.
A [[فيتامين|vitamin]] is an organic compound needed in small quantities that cannot be made in cells. In human [[تغذية|nutrition]], most vitamins function as coenzymes after modification; for example, all water-soluble vitamins are phosphorylated or are coupled to nucleotides when they are used in cells. [[ثنائي نوكليوتيد الأدنين وأميد النيكوتين|Nicotinamide adenine dinucleotide]] (NAD<sup>+</sup>), a derivative of vitamin B<sub>3</sub> ([[نياسين|niacin]]), is an important coenzyme that acts as a hydrogen acceptor. Hundreds of separate types of [[إنزيم نازع للهيدروجين|dehydrogenases]] remove electrons from their substrates and [[تفاعلات أكسدة-اختزال|reduce]] NAD<sup>+</sup> into NADH. This reduced form of the coenzyme is then a substrate for any of the reductases in the cell that need to reduce their substrates. Nicotinamide adenine dinucleotide exists in two related forms in the cell, NADH and NADPH. The NAD<sup>+</sup>/NADH form is more important in catabolic reactions, while NADP<sup>+</sup>/NADPH is used in anabolic reactions.
[[ملف:1GZX_Haemoglobin.png|يمين|تصغير|Structure of [[هيموغلوبين|hemoglobin]]. The protein subunits are in red and blue, and the iron-containing [[هيم|heme]] groups in green. From {{PDB|1GZX}}.]]
=== Minerals and cofactors ===
Inorganic elements play critical roles in metabolism; some are abundant (e.g. [[صوديوم|sodium]] and [[بوتاسيوم|potassium]]) while others function at minute concentrations. About 99% of a mammal's mass is made up of the elements [[كربون|carbon]], [[نيتروجين|nitrogen]], [[كالسيوم|calcium]], [[صوديوم|sodium]], [[كلور|chlorine]], [[بوتاسيوم|potassium]], [[هيدروجين|hydrogen]], [[فسفور|phosphorus]], [[أكسجين|oxygen]] and [[كبريت|sulfur]]. [[مركب عضوي|Organic compounds]] (proteins, lipids and carbohydrates) contain the majority of the carbon and nitrogen; most of the oxygen and hydrogen is present as water.
The abundant inorganic elements act as [[أيون|ionic]] [[كهرل|electrolytes]]. The most important ions are [[صوديوم|sodium]], [[بوتاسيوم|potassium]], [[كالسيوم|calcium]], [[مغنسيوم|magnesium]], [[كلوريد|chloride]], [[فوسفات|phosphate]] and the organic ion [[بيكربونات|bicarbonate]]. The maintenance of precise ion gradients across [[غشاء خلوي|cell membranes]] maintains [[ضغط إسموزي|osmotic pressure]] and [[أس هيدروجيني|pH]]. Ions are also critical for [[عصب|nerve]] and [[عضلة|muscle]] function, as [[جهد الفعل|action potentials]] in these tissues are produced by the exchange of electrolytes between the [[سائل خارج خلوي|extracellular fluid]] and the cell's fluid, the [[عصارة خلوية|cytosol]]. Electrolytes enter and leave cells through proteins in the cell membrane called [[قناة أيونية|ion channels]]. For example, [[انقباض عضلي|muscle contraction]] depends upon the movement of calcium, sodium and potassium through ion channels in the cell membrane and [[أنيبيب مستعرض|T-tubules]].
[[فلز انتقالي|Transition metals]] are usually present as [[عنصر شحيح|trace elements]] in organisms, with [[زنك|zinc]] and [[حديد|iron]] being most abundant of those. These metals are used in some proteins as [[عامل مرافق (كيمياء حيوية)|cofactors]] and are essential for the activity of enzymes such as [[كاتالاز|catalase]] and oxygen-carrier proteins such as [[هيموغلوبين|hemoglobin]]. Metal cofactors are bound tightly to specific sites in proteins; although enzyme cofactors can be modified during catalysis, they always return to their original state by the end of the reaction catalyzed. Metal micronutrients are taken up into organisms by specific transporters and bind to storage proteins such as [[فيريتين|ferritin]] or metallothionein when not in use.
== التقويض ==
السطر 37 ⟵ 90:
=== تثبيت الكربون ===
▲}}
[[ملف:Plagiomnium_affine_laminazellen.jpeg|تصغير|خلايا نبانية (محاطة بجدران بنفسجية) مليئة بالبلاستيدات الخضراء، وهي موقع البناء الضوئي]]
[[البناء الضوئي]] هو تصنيع الكربوهيدرات من ضوء الشمس و<nowiki/>[[ثنائي أكسيد الكربون]]. في النبات، و<nowiki/>[[البكتيريا الزرقاء]]، والطحالب، البناء الضوئي الأكسجيني يقسم الماء، وينتج الأكسجين كمخلفات للتفاعل. تستخدم هذه العملية <nowiki/>[[أدينوسين ثلاثي الفوسفات]] (ATP) و<nowiki/>[[ثنائي نوكليوتيد الأدنين وأميد النيكوتين]] (NADPH) الناتجان عن مراكز رد فعل البناء الضوئي لتحويل ثنائي أكسيد الكربون إلى <nowiki/>[[حمض 3-فوسفوغليسيريك]]، الذي يمكن تحويله بعد ذلك إلى جلوكوز. يتم تنفيذ تفاعل تثبيت الكربون بواسطة إنزيم <nowiki/>[[روبيسكو]] كجزء من [[تفاعل غير معتمد على الضوء|دورة كالفين]]. يحدث 3 أنواع من البناء الضوئي في النباتات: تمثيل ضوئي ثلاثي الكربون، وتمثيل ضوئي رباعي الكربون، وأيض حامض المخلدات. الفرق بين أولئك هو الطريق الذي يسلكه ثنائي أكسيد الكربون نحو دورة كالفين، ففي ثلاثي الكربون يقوم النبات بتثبيت ثنائي أكسيد الكربون مباشرة، أما في النوعين الآخرين يدمج البناء الضوئي ثنائي أكسيد الكربون في المركبات الأخرى أولا، كطريقة للتكيف مع ضوء الشمس القوي والظروف الجافة.
السطر 144 ⟵ 177:
== مراجع ==
== مزيد من القراءة ==
السطر 160 ⟵ 187:
'''متقدم'''
* {{Cite journal|title=MANET: tracing evolution of protein architecture in metabolic networks|journal=BMC Bioinformatics|DOI=10.1186/1471-2105-7-351|year=2006|volume=7|page=351|PMID=16854231}} and
* Berg, J. Tymoczko, J. and Stryer, L., ''Biochemistry.'' (W. H. Freeman and Company, 2002), (<span dir="rtl">ردمك <span dir="ltr">0-7167-4955-6</span></span>)
* Cox, M. and Nelson, D. L., ''Lehninger Principles of Biochemistry.'' (Palgrave Macmillan, 2004), (<span dir="rtl">ردمك <span dir="ltr">0-7167-4339-6</span></span>)
السطر 166 ⟵ 193:
* Da Silva, J.J.R.F. and Williams, R. J. P., ''The Biological Chemistry of the Elements: The Inorganic Chemistry of Life.'' (Clarendon Press, 1991), (<span dir="rtl">ردمك <span dir="ltr">0-19-855598-9</span></span>)
* Nicholls, D. G. and Ferguson, S. J., ''Bioenergetics.'' (Academic Press Inc., 2002), (<span dir="rtl">ردمك <span dir="ltr">0-12-518121-3</span></span>)
== روابط خارجية ==
السطر 188 ⟵ 208:
'''قواعد بيانات'''
* [http://www.expasy.org/cgi-bin/show_thumbnails.pl Flow Chart of Metabolic Pathways] at [[إكسباسي|ExPASy]]
* [http://www.iubmb-nicholson.org/pdf/MetabolicPathways_6_17_04_.pdf IUBMB-Nicholson Metabolic Pathways Chart]
* [http://bioinformatics.charite.de/supercyp/ SuperCYP: Database for Drug-Cytochrome-Metabolism]
| |||