دراسة مكنون الايض Metabolomics

دراسة المكنون الايضي وهي قريبة من دراسة مكنون الجينومات Genomics وكذلك مكنون البروتينات Proteomics من مختلف النواحي وتعني دراسة علمية للمواد الكيماوية التي تشملها مواد الايض أي دراسة Unique Chemical Fingerprint ، والدراسات تهدف الى تحديد كميات مواد ايض الخلايا باستعمال طرق تحليل دقيقة في حالات الصحة والمرض او الاضطراب . ، وذلك لان دراسة المكنون الأيضي يرتبط ارتباطا وثيقا بالنمط الجيني للكائن وكذلك فسلجته وبيئته أي ماذا يأكل وماذا يتنفس وعليه فهو يوفر فرصة فريدة للنظر في العلاقات بين النمط الجيني  النمط المظهري Genotype – Phenotype وكذلك النمط الجيني  النمط البيئي Genotype – Envirotype . وتستعمل دراسة مكنون الايض في العديد من التطبيقات تأتي الجوانب الصحية في مقدمتها ومنها إيجاد الأدوية وإجراء التجارب الأولية عليها وكذلك دراسة السموم ونقل الأعضاء والكيمياء السريرية بشكل عام .

ومن الواضح ان مقارنة وصف المسارات الايضية يعطي نتائج حول تشابه الأحياء على الصعيد الوظيفي . فعند صف المسارات تنتج درجات تشابه ودرجات اختلاف بين المسارات الايضية وإيجاد العلاقات ودرجات Scores للاصطفاف تشير الى التغيرات التطورية التي حصلت للمسارات الايضية وبالتالي توضح العلاقات التطورية بين الأنواع باستعمال الصفات الوظيفية .
وعلى غرار ما ذكر في عمليات الاصطفاف السابقة فأن اصطفاف المسارات الايضية يحتاج الى قواعد بيانات للمقارنة معها. وقواعد بيانات الايض تحوي على المسارات الايضية وكذلك مسارات نقل الإشارات والإنزيمات والبروتينات وبيانات الجينوم وفي العموم يكون الهيكل العام لمثل هذه القواعد كما موضح في الشكل :

وتختلف قواعد بيانات الايض الموجودة في الوقت الحاضر عن سابقتها في جودتها ومعلوماتها والتسميات المستعملة فيها وتعتمد نظام الألوان في التأشير لمحتوياتها ، فالبعض يستعمل ألوان خاصة لكل مجموعة من الأحياء مثلا استعمال اللون الأخضر للنباتات واللون الأزرق للحيوانات والأحمر للأحياء المجهرية واللون الأسود للمسارات الايضية العامة ، فضلا عن توفيرها خرائط للتفاعلات الإنزيمية وغير الإنزيمية ، وكل قاعدة تحوي على وسائل لإجراء الفحوص المختلفة ومنها وسائل المحاكاة Simulation Tools . وعمليات الاصطفاف تحتاج الى مقارنة مجالين من البيانات :
الأول : طبوغرافية المسارات
الثاني : التغير في محتويات المسار من الإنزيمات لغرض إيجاد التشابه وليس التماثل ، اذ ان بعض الإنزيمات تتوافق في المهام التي تؤديها ولكنها لا تتوافق من حيث تواليات حوامضها الامينية .
وهذان يؤثران في عمليات الاصطفاف والتصنيف الصحيحة. وهناك العديد من البرامج المستعملة لغرض صف المسارات الايضية البعض منها يختص بمسارات ايض تفكك المواد مثلا من قبل الأحياء المجهرية ، والآخر بتخليق مواد الايض الثانوي خاصة في النباتات .

وفي العموم ترتبط البرامج بقواعد الايض التي يجب ان تكون ذات نوعية جيدة ومدققة ومشذبة مثل EcoCyc وغيرها وأكثرها استعمالا قاعدة بيانات KEGG Database . وفيها تمثل الإنزيمات بالعقد والتفاعلات بخط يربط هذه العقد لتكون مطواعة للاستعمال في الحاسوب كما موضح في الشكل الاتي :

وعند عدم معرفة إنزيم إحدى العقد يقوم البرنامج بوضع مقترح للإنزيم . والإنزيمات في العادة تمثل بأرقام EC لها وبذا يمكن البحث عن الإنزيم المفقود من رقم EC له . اما درجات التفاعل فيشار فيعبر عنها بسمك الخطوط الموجودة في الشجرة .
وفي حالة عدم وجود تواصل في الشبكة الايضية ينشأ البرنامج شبكة ثانوية Subtree في برامج أخرى تكون المركبات هي الممثلة بالعقد وتعطى أرقام خاصة في العديد من البرامج لتكون مقبولة في الحاسوب وتستعمل دراسة مكنون الايض في العديد من التطبيقات تأتي الجوانب الصحية في مقدمتها ومنها إيجاد الأدوية وإجراء التجارب الأولية عليها وكذلك دراسة السموم ونقل الأعضاء والكيمياء السريرية بشكل عام .

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