Hauptunterschied – Genomik vs. Proteomik

Genomik, Proteomik und Metabolomik sind die Bereiche, die an der Untersuchung und Klassifizierung von Lebewesen anhand ihres Genoms, der nach genetischen Anweisungen synthetisierten Proteinprodukte und der Art der Moleküle, die sie metabolisieren, beteiligt sind. Genomik und Proteomik sind eng verwandte Gebiete. Die Hauptunterschied zwischen Genomik und Proteomik ist das Genomik ist die Untersuchung des gesamten Satzes von Genen im Genom einer Zelle, während Proteomik die Untersuchung des gesamten Satzes von Proteinen ist, die von der Zelle produziert werden. Metabolomics hingegen ist die Untersuchung des gesamten Satzes niedermolekularer Verbindungen, die als Substrate und Nebenprodukte der enzymatischen Reaktionen einer Zelle dienen.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist Genomik? – Definition, Techniken, Klassifizierung 2. Was ist Proteomik? – Definition, Techniken, Klassifizierung 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Genomik und Proteomik? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen Genomik und Proteomik? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Gene, Genomik, Humangenomprojekt (HGP), Humanproteomprojekt (HPP), Proteine, Proteom, Proteomik

Was ist Genomik

Genomik bezieht sich auf die Untersuchung des gesamten Satzes von Genen in einem Genom. Das Genom ist die vollständige Erbinformation eines Organismus, die hauptsächlich aus DNA besteht. Hochdurchsatztechniken werden in der Genomik verwendet, um Genome zu kartieren, zu sequenzieren und zu analysieren. Die an der Genomik beteiligten Techniken umfassen Gensequenzierungsstrategien wie die gerichtete Gensequenzierung, die Shotgun-Sequenzierung des gesamten Genoms, die Konstruktion von Expressions-Sequenz-Tags (ESTs), die Identifizierung von Single-Nukleotid-Polymorphismen (SNPs) sowie die Analyse und Interpretation sequenzierter Daten mit unterschiedlicher Software und Datenbanken. Die wichtigsten Schritte der Schrotflintensequenzierung sind in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Environmental Shotgun Sequencing (ESS)Probenahme, (B) Filtern von Partikeln, (C) DNA-Extraktion und -Lyse, (D) Klonierung und Bibliothek, (D) Sequenzierung, (E) Sequenzaufbau

Die beiden Hauptbereiche der Genomik sind die strukturelle Genomik und die funktionelle Genomik. In strukturelle Genomik, werden die Struktur und die relativen Positionen der Gene untersucht, während in Funktionelle Genomik, die Funktion oder die Rolle der Gene bei der Regulierung der Stoffwechselaktivitäten untersucht. Genomsequenzierungsprojekte sind die neueste Entwicklung in der Genomik. Das Human Genome Project (HGP) wurde 2003 abgeschlossen. Die Ziele des Human Genome Project waren:

Neben dem menschlichen Genom wurden auch Maus- und Reisgenome genomischen Studien unterzogen.

Was ist Proteomik

Proteomik bezieht sich auf die Untersuchung des gesamten Satzes von Proteinen, die von einer Zelle produziert werden. Das Proteom ist der vollständige Satz von Proteinen, die von der Zelle produziert werden. In der Proteomik erfolgt die Charakterisierung der 3D-Struktur und der Funktion von Proteinen durch den Einsatz von Hochdurchsatzverfahren. An der Proteomik beteiligte Techniken umfassen die Extraktion und elektrophoretische Trennung von Proteinen, den Verdau von Proteinen unter Verwendung von Trypsin in kleine Fragmente, die Bestimmung der Aminosäuresequenz durch Massenspektrometrie und die Identifizierung von Proteinen anhand der Informationen in den Proteindatenbanken. Darüber hinaus kann die 3D-Struktur des Proteins mit softwarebasierten Methoden vorhergesagt werden. Die Expression von Proteinen kann durch Protein-Mikroarrays untersucht werden. Protein-Netzwerkkarten können entwickelt werden, um Protein-Protein-Wechselwirkungen zu bestimmen. Verschiedene Phänomene der Proteomik sind in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Proteomik

Im Human Proteome Project (HPP) werden Proteinprodukte der Gene des menschlichen Genoms untersucht. Eines der Hauptziele des Human-Proteom-Projekts ist es, die Proteine ​​zu identifizieren, die an den wichtigsten Krankheiten beteiligt sind.

Ähnlichkeiten zwischen Genomik und Proteomik

Unterschied zwischen Genomik und Proteomik

Definition

Genomik: Genomik bezieht sich auf die Untersuchung des gesamten Satzes von Genen in einem Genom.

Proteomik: Proteomik bezieht sich auf die Untersuchung des gesamten Satzes von Proteinen, die von einer Zelle produziert werden.

Phänomene

Genomik: Genomik umfasst die Kartierung, Sequenzierung und Analyse von Genomen.

Proteomik: Die Proteomik umfasst die 3D-Struktur und Funktion von Proteinen sowie Protein-Protein-Wechselwirkungen.

Einstufung

Genomik: Die zwei Arten der Genomik sind die strukturelle Genomik und die funktionelle Genomik.

Proteomik: Die drei Arten der Proteomik sind die strukturelle, funktionelle und Expressionsproteomik.

Wichtige Bereiche

Genomik: Genomsequenzierungsprojekte wie das Human Genome Project sind die wichtigen Bereiche der Genomik.

Proteomik: Wichtige Bereiche der Proteomik sind Entwicklungen von Proteomdatenbanken wie SWISS-2DPAGE und Softwareentwicklung für computergestütztes Wirkstoffdesign.

Abschluss

Genomik und Proteomik sind zwei wissenschaftliche Gebiete, die bei der Erforschung von Organismen verwendet werden. Genomik ist die Untersuchung des gesamten Satzes von Genen in einem Organismus, während Proteomik die Untersuchung des gesamten Satzes von Proteinen ist, die von der Zelle produziert werden. Der Hauptunterschied zwischen Genomik und Proteomik sind die Kriterien der einzelnen Bereiche während der Untersuchung von Organismen.

Referenz:

1. Griffiths, Anthony JF. „Genomik: ein Überblick.“ Eine Einführung in die genetische Analyse. 7. Auflage., U.S. National Library of Medicine, 1. Januar 1970, hier verfügbar.2. Grenzenlos. „Genomik und Proteomik“. Genomik und Proteomik | Grenzenlose Biologie, hier verfügbar.3. Graves, Paul R. und Timothy A. J. Haystead. "Leitfaden für Molekularbiologen zur Proteomik." Microbiology and Molecular Biology Reviews, American Society for Microbiology, März 2002, hier verfügbar.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Environmental Shotgun Sequencing“ Von John C. Wooley, Adam Godzik, Iddo Friedberg – (CC BY 2.5) über Commons Wikimedia2. „Proteomics“ von Xxl7441 bei English Wikibooks – Übertragen von en.wikibooks auf Commons. (Public Domain) über Commons Wikimedia