Unterschied zwischen Genomics und Proteomics

Hauptunterschied - Genomics vs Proteomics

Genomik, Proteomik und Metabolomik sind die Felder, die bei der Untersuchung und Klassifizierung von Lebewesen anhand ihres Genoms, der auf der Grundlage der genetischen Anweisungen synthetisierten Proteinprodukte und der Art der von ihnen metabolisierten Moleküle beteiligt sind. Genomik und Proteomik sind eng miteinander verwandte Bereiche. Das 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. Die Metabolomik dagegen ist die Untersuchung des gesamten Satzes niedermolekularer Verbindungen, die als Substrate und Nebenprodukte der enzymatischen Reaktionen einer Zelle dienen.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Genomics?
      - Definition, Techniken, Klassifikation
2. Was ist Proteomik?
     - Definition, Techniken, Klassifikation
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Genomics und Proteomics?
     - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Genomics und Proteomics?
     - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

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

Was ist Genomics?

Genomik bezieht sich auf das Studium der gesamten Gengruppe in einem Genom. Das Genom ist der vollständige Satz genetischer Informationen eines Organismus, der hauptsächlich aus DNA besteht. In der Genomik werden Hochdurchsatztechniken verwendet, um Genome abzubilden, zu sequenzieren und zu analysieren. Zu den Techniken, die an der Genomik beteiligt sind, gehören Gensequenzierungsstrategien wie gezielte Gensequenzierung, Sequenzierung des gesamten Genoms, Konstruktion von exprimierten Sequenzmarkierungen (ESTs), Identifizierung von Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs) und Analyse und Interpretation sequenzierter Daten unter Verwendung verschiedener Software und Datenbanken. Die wichtigsten Schritte der Schrotflintensequenzierung sind in dargestellt Abbildung 1. 

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

Die zwei Hauptbereiche der Genomik sind die Strukturgenomik und die funktionale Genomik. Im strukturelle Genomik, Die Struktur und die relativen Positionen der Gene werden in untersucht funktionelle Genomik, Die Funktion oder die Rolle der Gene in den regulierenden Stoffwechselaktivitäten wird untersucht. Genomsequenzierungsprojekte sind die neueste Entwicklung in der Genomik. Das Humangenomprojekt (HGP) wurde 2003 abgeschlossen. Die Ziele des Humangenomprojekts waren:

• Zu identifizieren alle (ca. 20.000-25.000) Gene im menschlichen Genom,
• Bestimmen die gesamten Sequenzen (etwa 3 Milliarden chemische Basenpaare), die das menschliche Genom bilden,
• Lagern diese Informationen in Datenbanken,
• Verbessern Werkzeuge zur Datenanalyse,
• R übertragenhoch entwickelte Technologien für den privaten Sektor und
• Zur Adresse die ethischen, rechtlichen und sozialen Fragen (ELSI), die sich aus dem Projekt ergeben können.

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 komplette Satz von Proteinen, die von der Zelle produziert werden. In der Proteomik erfolgt die Charakterisierung der 3D-Struktur und der Funktion von Proteinen mit Hochdurchsatzmethoden. An der Proteomik beteiligte Techniken umfassen die Extraktion und elektrophoretische Auftrennung von Proteinen, den Abbau von Proteinen unter Verwendung von Trypsin in kleine Fragmente, die Bestimmung der Aminosäuresequenz durch Massenspektrometrie und die Identifizierung von Proteinen unter Verwendung der Informationen in den Proteindatenbanken. Darüber hinaus kann die 3D-Struktur des Proteins mithilfe von Software-basierten Methoden vorhergesagt werden. Die Expression von Proteinen kann durch Protein-Microarrays untersucht werden. Proteinnetzwerkkarten können entwickelt werden, um Protein-Protein-Wechselwirkungen zu bestimmen. Verschiedene Phänomene der Proteomik sind in gezeigt Figur 2.

Abbildung 2: Proteomik

Proteinprodukte der Gene des menschlichen Genoms werden im Rahmen des Human Proteome Project (HPP) untersucht. Eines der Hauptziele des Human-Proteom-Projekts ist die Identifizierung der Proteine, die an den Hauptkrankheiten beteiligt sind.

Ähnlichkeiten zwischen Genomics und Proteomics

• Genomik und Proteomik sind zwei eng verwandte wissenschaftliche Gebiete, die bei der Untersuchung von Organismen eingesetzt werden.
• Techniken mit hohem Durchsatz werden sowohl in der Genomik als auch in der Proteomik verwendet.

Unterschied zwischen Genomics und Proteomics

Definition

Genomics: Genomik bezieht sich auf das Studium der gesamten Gengruppe in einem Genom.

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

Phänomene

Genomics: Die Genomik umfasst das Mapping, die Sequenzierung und Analyse von Genomen.

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

Einstufung

Genomics: Die zwei Arten von Genomik sind die Strukturgenomik und die funktionale Genomik.

Proteomics: Die drei Arten von Proteomik sind die strukturelle, funktionale und Ausdrucksproteomik.

Wichtige Bereiche

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

Proteomics: Proteom-Datenbankentwicklungen wie SWISS-2DPAGE und Softwareentwicklung für das computergestützte Medikamentendesign sind die wichtigen Bereiche der Proteomik.

Fazit

Genomik und Proteomik sind zwei wissenschaftliche Bereiche, in denen Organismen untersucht werden. Die Genomik ist die Untersuchung des gesamten Satzes von Genen in einem Organismus, während die Proteomik den gesamten Satz von Proteinen betrifft, die von der Zelle produziert werden. Der Hauptunterschied zwischen Genomik und Proteomik sind die Kriterien jedes Feldes bei der Untersuchung von Organismen.

Referenz:

1. Griffiths, Anthony JF. "Genomics: ein Überblick". Eine Einführung in die Genanalyse. 7. Ausgabe, US National Library of Medicine, 1. Januar 1970, erhältlich hier.
2. Grenzenlos. "Genomics und Proteomics". Genomics und Proteomics | Grenzenlose Biologie, hier erhältlich.
3. Graves, Paul R. und Timothy A. J. Haystead. „Leitfaden für Molekularbiologen zur Proteomik“. Rezensionen zu Mikrobiologie und Molekularbiologie, American Society for Microbiology, März 2002, erhältlich hier.

Bildhöflichkeit:

1. "Environmental Shotgun Sequencing" Von John C. Wooley, Adam Godzik, Iddo Friedberg - (CC BY 2.5) über Commons Wikimedia
2. "Proteomics" Von Xxl7441 in der englischen Sprache Wikibooks - Übertragen von en.wikibooks an Commons. (Public Domain) über Commons Wikimedia