هندسة الايض Metabolic Engineering

اعادة توجيه العمليات الايضية للخلايا لانتاج مواد جديدة في كائن ما  ، التي تعد وسيلة فاعلة لامثلة عمليات خلوية جديدة ، ونتج عن هذا الحقل زيادة في دراسات مكنون ايض البروتينات والدراسات الجينومية التي ادت الى اختيار الاهداف اذ امكن هندسة المسارات الخاصة بالايض الاولي مثل TCA Cycle , Glycolysis وتخليق الحوامض الامينية ، وتتم بتغيير او تحوير تفاعلات حيوية خاصة او ادخال مسارات جديدة تغير المسارات الايضية الموجودة ويكون ذلك بأمثلة العمليات الوراثية والتنظيمية داخل الخلايا لزيادة انتاج الخلايا من مواد معينة او زيادة مساحة الفعاليات الايضية وقابلياتها باضافة قابليات من الخارج لغرض الانتاج او تفكيك المواد. ويحتاج المجال الى عدد من التوجهات للاشتراك مثل الهندسة الكيماوية والعاملين في علوم الحياة الجزيئية والكيمياء الحيوية وكذلك الفسلجة والكيمياء التحليلية وعلوم الحاسبات . ومن مهامها استهداف زيادة انتاج المضادات الحيوية او المكوثرات او غيرها من المواد .
وتغيير المواد الوراثية ليس لإنزيم او مركب واحد في الخلية وانما لمسار كامل . وذلك لان الهندسة الوراثية تهدف في معظم الأحيان تغيير جين معين او مجموعة صغيرة من الجينات التي تقوم بإنتاج بروتين كفوء لتحصل له زيادة في كمياته ولكن هذا البروتين لا يعمل لوحده في الخلية وانما يجب ان يكون ضمن شبكة من التفاعلات الكيماوية الأيضية ، وعليه فان مفهوم الهندسة الوراثية بمنظوره الضيق بدأ يتلاشى ليحل محله الهندسة الحيوية Bioengineering او هندسة الايض . ومن هنا تعقدت الأمور حول فهم التغيرات لذلك ظهرت ما يسمى بالمعلوماتية الحيوية Bioinformatics مستفيدة من علوم الحاسوب وإمكانية إيجاد العدد الكبير من العلاقات والتوقعات لتساعد في هذا المجال ، ووضعت قواعد بيانات تخص جميع جوانب الايض الحيوية لتسهل أولاً إيجاد نتائج التغيرات على النطاق النظري قبل الذهاب الى التطبيقات العملية  . 
وقد تهدف التحويرات التي تجري على الخلايا الحية من الناحية الوراثية لغرض زيادة قابليتها على إنتاج مادة معينة مثل زيادة إنتاج الكحول في الخمائر . أو تحوير الخلايا بإدخال مورثات معينة لغرض إنتاج مواد لا تستطيع إنتاجها في الحالة الطبيعية . وعادة لا تلاقي هذه الهندسة النجاح الكبير ، لأن هناك العديد من العراقيل التي تقف في وجه التغيير مثل تطبع الخلايا لمسارات معينة ، كما أن هذه النوعية من التغيرات لا يشمل تغيير تفاعل أنزيمي واحد فحسب وإنما تشمل مسار يحوي أكثر من خطوة أو تفاعل . وتستبعد الأحياء المهندسة من الاستهلاك البشري المباشر نظراً لعدم ضمان عواقب استعمالها على الأقل في الوقت الحاضر .

مواضيع ذات صلة

Cytoplasmic Structures in Prokaryotic Cell

Eukaryotic Cell Structure

Cell Differentiation

إنقسام الخلية النباتية Plant Cell Division

الرايبوسومات Ribosomes

Ameboid Movement

The Mitochondria Extract Energy From Nutrients

Synthesis of Cellular Structures by Endoplasmic Reticulum and Golgi Apparatus

Ingestion by the Cell—Endocytosis

Comparison of The Animal Cell with Precellular Forms of Life

Cell Cytoskeleton—Filament and Tubular Structures

Mitochondria