Метаболизм это сумма химических реакций происходящих внутри каждой клетки живого организма, которая обеспечивает энергию для жизненно важных процессов и синтез нового органического материала. Говоря простым языком, метаболизм это обмен веществ и энергии в организме.
Живые организмы уникальны тем, что они могут извлекать энергию из окружающей среды и использовать ее для осуществления таких действий, как движение, рост и развитие и размножение. Но как живые организмы (или их клетки) извлекают энергию из окружающей среды и как клетки используют эту энергию для синтеза и сборки компонентов, из которых сделаны клетки?
Ответы на эти вопросы заключаются в фермент-опосредованных химических реакциях, которые происходят в живой материи (метаболизм). Сотни согласованных многоступенчатых реакций, питаемых энергией, полученной из питательных веществ и/или солнечной энергии, в конечном итоге превращают легкодоступные материалы в молекулы, необходимые для роста и поддержания жизнедеятельности.
Физические и химические свойства компонентов живых существ, о которых идет речь в этой статье, содержатся в отдельных статьях: углеводы; клетка; гормоны; липиды; фотосинтез; и белки.
На клеточном уровне организация и основные химические процессы у всех живых существ очень похожи, если не идентичны. Это утверждение справедливо для животных, растений, грибов или бактерий; где происходят изменения (такие как, например, в секреции антител некоторыми формами). Таким образом, вся живая материя состоит из крупных молекул, называемых белками, которые обеспечивают поддержку и скоординированное движение, а также хранение и транспортировку малых молекул и в качестве катализаторов позволяют быстро и конкретно реагировать на химические реакции при умеренной температуре, относительно низкой концентрации и нейтральных условий (т. е. не кислых, не щелочных). Белки собираются из примерно 20 аминокислот, и так же, как из букв алфавита могут быть собраны множество слов различной длины и значений, так могут быть десятки или даже сотни соединенных аминокислотных «букв» с образованием конкретных белков. Более того, те части молекул белка, которые участвуют в выполнении подобных функций в разных организмах, часто содержат одни и те же последовательности аминокислот.
Есть одна схожая черта между клетками всех типов в том, как живые организмы сохраняют свою индивидуальность и передают ее своим потомкам. Например, наследственная информация кодируется в определенной последовательности, составляя молекулу ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) в ядре каждой клетки. Только четыре основы используются для синтеза ДНК: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Точно так же, как код азбуки Морзе состоит из трех простых сигналов: тире, точки и пробела, точное расположение которых достаточно для передачи закодированных сообщений, поэтому точное расположение оснований в ДНК содержит и передает информацию для синтеза и сборки компонентов клетки. Однако некоторые примитивные жизненные формы используют РНК (рибонуклеиновую кислоту, отличающуюся от ДНК, содержанием моносахарида рибозы вместо дезоксирибозы и урацила вместо тимина) вместо ДНК в качестве основного носителя генетической информации. Однако репликация генетического материала в этих организмах должна проходить через фазу ДНК. За небольшими исключениями, генетический код, используемый всеми живыми организмами, одинаковый.