17.5A: Genómica y Proteómica
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La proteómica es un campo relativamente-reciente; el término se acuñó en 1994 mientras que la ciencia misma tuvo su origen en técnicas de electroforesis de los años 1970 y 1980; sin embargo, el estudio de las proteínas ha sido un foco científico durante mucho más tiempo. El estudio de las proteínas genera una visión de cómo afectan a los procesos celulares. Por el contrario, este estudio también investiga cómo las proteínas mismas se ven afectadas por los procesos celulares o el ambiente externo. Las proteínas proporcionan un control intrincado de la maquinaria celular; son, en muchos casos, componentes de esa misma maquinaria. Sirven una variedad de funciones dentro de la célula; hay miles de proteínas y péptidos distintos en casi todos los organismos. El objetivo de la proteómica es analizar los diferentes proteomas de un organismo en diferentes momentos para resaltar las diferencias entre ellos. En pocas palabras, la proteómica analiza la estructura y función de los sistemas biológicos. Por ejemplo, el contenido de proteínas de una célula cancerosa suele ser diferente al de una célula sana. Ciertas proteínas en la célula cancerosa pueden no estar presentes en la célula sana, lo que hace que estas proteínas únicas sean buenas dianas para los medicamentos anticancerígenos. La realización de este objetivo es difícil; tanto la purificación como la identificación de proteínas en cualquier organismo pueden verse obstaculizadas por una multitud de factores biológicos y ambientales.
El estudio de la función de los proteomas se llama proteómica. Un proteoma es el conjunto completo de proteínas producidas por un tipo celular. La genómica condujo a la proteómica (vía transcriptómica) como paso lógico. Los proteomas se pueden estudiar usando el conocimiento de genomas porque los genes codifican para ARNm y los ARNm codifican proteínas. Aunque el análisis de ARNm es un paso en la dirección correcta, no todos los ARNm se traducen en proteínas. La proteómica complementa la genómica y es útil cuando los científicos quieren probar sus hipótesis que se basaban en genes. Aunque todas las células de un organismo multicelular tienen el mismo conjunto de genes, el conjunto de proteínas producidas en diferentes tejidos es diferente y depende de la expresión génica. Así, el genoma es constante, pero el proteoma varía y es dinámico dentro de un organismo. Además, los ARN se pueden empalmar alternativamente (cortar y pegar para crear nuevas combinaciones y nuevas proteínas) y muchas proteínas se modifican después de la traducción mediante procesos tales como escisión proteolítica, fosforilación, glicosilación y ubiquitinación. También hay interacciones proteína-proteína, que complican el estudio de los proteomas. Aunque el genoma proporciona un plano, la arquitectura final depende de varios factores que pueden cambiar la progresión de eventos que generan el proteoma.
Puntos Clave
- La proteómica investiga cómo las proteínas afectan y son afectadas por los procesos celulares o el ambiente externo.
- Dentro de un organismo individual, el genoma es constante, pero el proteoma varía y es dinámico.
- Cada célula de un organismo individual tiene el mismo conjunto de genes, pero el conjunto de proteínas producidas en diferentes tejidos difieren entre sí y dependen de la expresión génica.
Términos Clave
- proteómica: la rama de la biología molecular que estudia el conjunto de proteínas expresadas por el genoma de un organismo
- proteoma: el conjunto completo de proteínas codificadas por un genoma particular
- genómica: el estudio del genoma completo de un organismo