הבדל מפתח - פרוטאומיקה לעומת Transcriptomics
טכנולוגיית Omic היא מגמה נוכחית, שבה מסתכלים על הביו-מולקולות השונות של אורגניזם כאוסף שלם בהתייחס לתכונותיו ולתפקודיו. לטכנולוגיית omic יש מגוון רחב של יישומים. האומציות השונות של מדגם ביולוגי כוללות גנומיקה, פרוטאומיקה, טרנסקריפטומיקה ומטבולומיקה. פרוטאומיקה כוללת מחקר מלא של כל החלבונים באורגניזם חי. הוא מוגדר כקבוצה של כל החלבונים המובעים באורגניזם, תכונותיו המבניות והתפקודיות. סט החלבונים המלא, אפוא, יוצר את הפרוטאום. Transcriptomics הוא המחקר המלא של כל מולקולות ה-RNA שליח (mRNA) הקיימות באורגניזם חי. לפיכך, טרנסקריפטומיקה עוסקת בגנים המתבטאים באופן פעיל באורגניזם חי. הסט הכולל של mRNA באורגניזם חי מכונה התעתיק. ההבדל העיקרי בין Proteomics ל- Transcriptomics מבוסס על סוג הביו-מולקולה. בפרוטאומיקה, חוקרים את הסט הכולל של חלבונים המובעים באורגניזם חי ואילו ב-transcriptomics, חוקרים את סך ה-mRNA של אורגניזם חי.
מה זה פרוטאומיקה?
המונח פרוטאומיקה נטבע בשנת 1995 והוגדר בתחילה כמכלול החלבון הכולל בתא, ברקמה או באורגניזם. עם ההתקדמות במחקרי פרוטאומיים, הוא שונה אז כדי להיחשב כמונח גג שבו נכללו תחומי לימוד רבים. נכון לעכשיו, תחת הנושא פרוטאומיקה, נלמדים המבנה, האוריינטציה, הפונקציות, האינטראקציות שלה, השינויים שלה, יישומיה וחשיבותם של חלבונים.לכן, מחקר רב נערך בתחום הפרוטאומיקה כיום.
המחקרים הפרוטאומיים הראשונים נעשו כדי לזהות את תכולת החלבון ב-Escherichia coli. המיפוי של תכולת החלבון הכוללת נעשה באמצעות ג'לים דו מימדיים (2D). עם ההצלחה של זה, עברו מדענים לאפיין את תכולת החלבון הכוללת בבעלי חיים כמו חזירי ניסיונות ועכברים. כיום, מיפוי חלבון אנושי נעשה באמצעות אלקטרופורזה ג'ל דו-ממדית.
Applications of Proteomics
ישנם יתרונות רבים בלימוד פרוטאומיקה, שכן חלבונים הם המולקולות השולטות ברוב הפעילות בשל תכונת הזרז של חלבונים. לפיכך, חקר חלבונים שלמים יכול לספק מידע לגבי מצבו הבריאותי של אורגניזם. חלק מהיישומים הם;
- ביאור הגנום: על ידי לימוד תכולת החלבון של אורגניזם, ניתן לקבוע את הגנום המדויק האחראי לתרכובת החלבון הפעילה. בתרחיש זה תוצאות מכל הגנומיקה, Transcriptomics ופרוטאומיקה חשובות.
- זיהוי מחלה / אבחון: פרוטאומיקה משמשת לזיהוי מצב המחלה, על ידי השוואת הבריאים והחולים
- לביצוע ביטוי חלבון שנחקר במהלך הניסוי.
- שינויים בחלבונים ומחקרי אינטראקציה: על מנת להשתמש בחלבונים בתנאי מבחנה או בתנאי vivo, כדי להחליט על תנאי האחסון של חלבונים שחולצו אלה ולחקור את התנהגות החלבון ב-in vitro, in vivo וב – שיטות סיליקו.
איור 01: Proteomics
יש טכניקות שונות המעורבות בפרוטאומיקה
- מיצוי סך החלבון והפרדת החלבונים באמצעות אלקטרופורזה ג'ל דו-ממדית. ניתן להפריד חלבונים גם באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים (HPLC).
- ריצוף של החלבונים המופקים בשיטות כמו שיטת הרצף של אדמונד או ספקטרומטריית מסה.
- לאחר זיהוי הרצפים, מאפיינים מבניים ותפקודיים של תכולת החלבון מנותחים באמצעות תוכנה מבוססת מחשב וכלים ביואינפורמטיקה.
מה זה Transcriptomics?
מונח התעתיק נטבע לאחרונה. ה-Transcriptomics הוא חקר תכולת ה-mRNA הכוללת של אורגניזם. ה-mRNA הכולל הוא ה-DNA המובע באורגניזם חי או בתא. האוסף המלא של mRNA מכונה transcriptome.
השלבים לקראת ניתוח התעתיק כוללים,
- חילוץ RNA, הפרדת mRNA באמצעות כרומטוגרפיית ג'ל עמודה עם חרוזי DT poly.
- הרצף של ה-mRNA נעשה.
טכנולוגיית Microarray היא אחת הדרכים הנפוצות לזיהוי התעתיק של אורגניזם. טכניקת המיקרו-מערך כוללת צלחת בדיקה עם הגדילים המשלימים של התעתיק. עם הכלאה, ניתן לאפיין את ה-mRNA הקיים באורגניזם או בתאים.
איור 02: טכניקות תעתיק
Transcriptomics נמצא כעת בשימוש נרחב בתחום הרפואי. אבחון מחלות ופרופיל מחלות הם תחומים עיקריים שבהם נעשה שימוש ב-Transcriptomics. על ידי ניתוח תעתיק של אורגניזם, ניתן לזהות mRNA זר, ואם יש זיהומים, ניתן לזהות אותו. ניתן להפריד את ה-RNA הלא-מקודד באמצעות טכנולוגיות טרנסקריפטומיות. וגם ניתן לעקוב אחר הביטוי של גנים תחת מתחים סביבתיים שונים.
מהם הדמיון בין פרוטאומיקה ל-Transcriptomics?
- שניהם מהווים חלק מהמושג של טכנולוגיית omic.
- שניהם משמשים באבחון מחלות ואפיון מחלות של אורגניזם.
- שני תחומי המחקר כללו מיצוי של הביומולקולה, הפרדה של הביומולקולה ושלבי רצף.
מה ההבדל בין פרוטאומיקה ל-Transcriptomics?
Protemics לעומת Transcriptomics |
|
| Proteomics כולל מחקר מלא של כל החלבונים באורגניזם חי. | Transcriptomics הוא המחקר המלא של כל מולקולות ה-RNA שליח (mRNA) הקיימות באורגניזם חי. |
| סוג מולקולה ביולוגית | |
| חלבונים נחקרים בפרוטאומיקה. | mRNA נחקרים ב-transcriptomics. |
| גורמים שנבדקו | |
| מבנה, תפקוד, אינטראקציות, שינויים ויישומים של החלבונים נלמדים בפרוטאומיקה. | מבנה הרצף, אינטראקציות עם הסביבה ויישומים של ה-mRNA נחקרים ב-transcriptomics. |
סיכום – Proteomics לעומת Transcriptomics
אומיקה משחקת תפקיד חשוב בתחום מדעי החיים. פרוטאומיקה מתייחסת לחקר הפרוטאום היוצר את האוספים המלאים של חלבונים בתא או באורגניזם. Transcriptomics מתייחס לחקר ה-transcriptome שהוא הסט השלם של ה-DNA המבוטא שנמצא בצורה של mRNA. שני תחומי המחקר, פרוטאומיקה ו-transcriptomics, נגזרו לאחר כניסת הגנומיקה ונמצאים כיום בשימוש נרחב באבחון רפואי ובאפיון והקרנה של אורגניזמים. זה ההבדל בין פרוטאומיקה ל-transcriptomics.
הורד את ה-PDF של Proteomics לעומת Transcriptomics
ניתן להוריד את גרסת ה-PDF של מאמר זה ולהשתמש בה למטרות לא מקוונות לפי הערת ציטוט. אנא הורד את גרסת ה-PDF כאן: ההבדל בין פרוטאומיקה ל-Transcriptomics
