GENOMIKA:
Nový vědní obor, vycházející z molekulární genetiky
Princip: Stanovení úplné dědičné informace jednotlivých organismů = stanovení sledu všech nukleotidů
Cíl: Nalezení, pochopení a vysvětlení zákonitosti, na nichž je založeno fungování genomu
Dělení genomiky:
-Strukturní genomika: Stanovení sledu nukleotidů organismu
-Bioinformatika: počítačovými metodami a prací s databázemi interpretuje přečtenou genetickou informaci
-Funkční genomika: Snaží se neznámým genům přiřadit funkci a funkci genů studovat
Další podobory:
Transkriptomika: Stanovuje soubor mRNA transkriptů v určitém typu buněk a změny exprese genů vyvolávané chorobami
Strukturní proteomika: Cílem je určit strukturu všech proteinů kódovaných určitým genomem.
Funkční proteomika: Zjišťuje, které soubory proteinů jsou přítomny v buňce a jak na sebe vzájemně působí.
Metabolomika: Analyzuje metabolom, úplný soubor malých molekul v buňce, a hledá jeho změny v čase.
Nejdůležitější projekt: „Lidský genom“ – cílem je přečíst si naši vlastní dědičnou informaci
Výsledky:
lidský genom má 3,2 miliardy bazí
obsahuje pouze asi 25 000 genů ve 1278 genových rodinách
geny nejsou v genomu uloženy rovnoměrně
pouze 1,5 % DNA kóduje proteiny, velmi vysoký podíl intronů
velký obsah repetitivních sekvencí, retrotransposomů
SNP (1,42 milionů), každých 1000 bazí
Genomika dalších organismů:
Našemu genomu porozumíme pouze při porovnání s genomy jiných živočichů.
V současné době známe celý genom: 53 bakterií, 7 archea, 2 kvasinek, 6 živočichů, 2 rostlin a člověka. (Dále 599 virů, 205 plasmidů, 185 organel)
Genomika bakterií:
Je známa kompletní dědičná informace nebezpečných patogenů, jako jsou:
Helicobacter pylori (žaludeční vředy, nejspíš i rakovina žaludku)
Mycobacterium tuberculosis (TB)
Rickettsia prowazekii (tyfus)
Treponema pallidum (syfilis)
Borrelia burgdorferi (borelióza)
Neisseria meningitidis (meningitida)
Yersinia pestis (mor)
Salmonella enterica servar Typhi
atd.
Deinococcus radiodurans – bakterie schopná přežití v jaderném reaktoru – její genom byl prostudován: zmnožené geny pro opravu radiací poškozené DNA
Genom myši domácí
myš – nejdůležitější savčí model v genetice
Lidský a myší genom jsou velice podobné – stejné geny na stejných místech, 99 % proteiny kódujících genů u obou druhů
vychází se z cDNA (21 076 klonů)
funkční anotace genů
orthology pro lidské patologické geny
Genom potkana
Rat genome sequencing project
Obsahuje 2,75 GB (člověk 2,9, myš 2,5)
z více jak 1000 lidských patologických genů má 76 % své orthology u krysy
Genom šimpanze
japonský institut RIKEN; určité rozpaky ohledně interpretace
zaměřen na oblast řeči a chování
Pracuje se na genomech
prasete domácího
akvarijní ryby danio
neandertalce
vymřelých ptáků moa
PROTEOMIKA:
funkční genomika
Proteom je soubor proteinů, které jsou produkované z genomu daného organismu. Pojem proteom byl poprvé použit Markem Wilkinsem v roce 1995
Proteom můžeme šířeji chápat jako buněčný a kompletní.
Buněčný proteom je soubor proteinů, který se právě nachází v určité buňce, nebo buněčném typu, za daných podmínek. Např. ve proteom dělící se hematopoietické buňky v anafázi.
Kompletní proteom je potom proteom organismu, tedy suma proteomů všech buněčných typů. Do tohoto pojmu jsou zahrnuty i proteiny, které se v organismu pouze mohou vyskytovat, ale v danou chvíli syntetizovány nejsou.
Proteom je větší než genom, zejména u eukaryot. Je to hlavně díky alternativnímu splicingu a posttranslačním modifikacím proteinů, jako fosforylace, nebo štěpení peptidového řetězce.
Genom je relativně stabilní, proteiny se v buňce naopak mění velmi rychle a různým způsobem. O to je analýza proteomu složitější. Všechny proteiny dané buňky jsou analyzovány současně.
Analýza proteomu probíhá ve dvou krocích:
1. separace proteinů – za použití dvoudimenziopnální elektroforézy (2D PAGE) je možno v jednom vzorku oddělit několik tisíc proteinů
2. identifikace proteinů
Identifikace proteinů:
- hmotnostní spektrofotometrie: MALDI (Matrix assisted laser desorption/ionisation), SELDI-TOF (surface-enhanced laser desorption/ionisation time-of-flight)
- od každého proteinu se získá jednoznačná charakteristika – Peptide Mass Fingerprints, která se porovnává s databází (SWISSPROT, LocusLink)
Bezprostřední cíle proteomiky:
Proteom lidské plazmy (500 proteinů)
Proteom fagosomu (250 proteinů)
Proteom organel
Vytvořit panel protilátek proti všem proteinům
Žádné komentáře:
Okomentovat