Definição
A proteômica é um campo da biologia molecular em rápido crescimento que se preocupa com a abordagem sistemática e de alto rendimento da análise da expressão proteica de uma célula ou organismo.
A proteômica é definida como o conteúdo proteico de uma célula, tecido ou organismo inteiro em um estado definido. Proteomics descreve a análise global da expressão e função das proteínas
A proteômica é um ramo da biotecnologia preocupado em aplicar as técnicas de biologia molecular, bioquímica e genética para analisar a estrutura, função e interações das proteínas produzidas pelos genes de uma célula, tecido ou organismo específico, organizando as informações em bancos de dados, e com aplicações dos dados.
Os resultados típicos dos estudos proteômicos são inventários do conteúdo proteico de proteínas expressas diferencialmente em várias condições.
A célula responde a mudanças internas e externas regulando a atividade e o nível de suas proteínas; portanto, mudanças no proteoma (uma coleção de todas as proteínas codificadas em nossos genes) fornecem um instantâneo da célula em ação.
A proteômica permite o entendimento da estrutura, função e interações de todo o conteúdo de proteínas em um organismo específico.
O que é proteômica?
O estudo do genoma humano é um campo de pesquisa empolgante e frequentemente comentado.
O estudo do proteoma humano, todas as diferentes proteínas que formam o corpo humano, é menos conhecido, mas igualmente emocionante e importante.
O termo proteômica foi cunhado para descrever essa ciência fascinante e complexa.
Proteômica é o estudo de todas as proteínas que compõem um organismo.
A proteômica não apenas estuda as próprias proteínas, mas também a maneira como elas interagem, as mudanças pelas quais sofrem e os efeitos que elas têm no organismo.
O tamanho e a complexidade do proteoma humano fazem parte do que faz da proteômica uma ciência muito complexa.
Assim como a genômica começa com um mapeamento do genoma humano, a proteômica tenta identificar e avaliar a função de todas as diferentes proteínas do corpo humano.
Essa é uma tarefa assustadora, porque não apenas existe um grande número de proteínas no proteoma humano, cerca de 400.000; mas essas proteínas também ocorrem em diferentes locais do corpo em diferentes estágios da vida de uma pessoa e podem mudar dentro de uma única célula.
Existem vários métodos diferentes disponíveis para os cientistas de proteômica para o estudo de proteínas.
Vários tipos de máquinas de raios-X são capazes de fornecer aos pesquisadores de proteômica detalhes das estruturas das proteínas. Máquinas de raios-X e ressonância magnética (MRI) também permitem que os pesquisadores de proteômica vejam onde as proteínas ocorrem no corpo e nas células individuais.
Os pesquisadores de proteômica também contam com cromatografia de afinidade e eletroforese em gel para estudar proteínas individuais.
Ambos os métodos fornecem ao pesquisador de proteômica informações sobre as dimensões físicas das proteínas. A eletroforese em gel separa diferentes proteínas com base em seu tamanho, usando uma corrente elétrica para movê-las através de um gel. As proteínas maiores se movem mais lentamente; portanto, em um determinado período, as proteínas que se movem a menor distância são maiores do que aquelas que se movem mais.
O cromatógrafo de afinidade informa aos pesquisadores de proteômica com quais produtos químicos ou outras proteínas uma proteína específica interage. O cromatorráfio de afinidade pode aprisionar substâncias específicas, permitindo que o pesquisador de proteômica lave o material indesejado. Ao aprisionar uma proteína específica, os cientistas podem separar o outro material, incluindo os produtos químicos ou outras proteínas com as quais a proteína alvo interage.
A proteômica ainda é um campo relativamente novo e, como você pode ver, é bastante complexo. Os cientistas que pesquisam proteômica têm a oportunidade de descobrir informações não contadas sobre o proteoma humano.
Somente o futuro nos dirá o que os avanços científicos e médicos da proteômica podem trazer.
História da proteômica
O termo “proteína” foi introduzido inicialmente em 1938 pelo químico sueco Jöns Jakob Berzelius, um experiente experiente no campo da eletroquímica.
Ele queria descrever uma classe específica de macromoléculas que são abundantes em organismos vivos e compostas de cadeias lineares de aminoácidos.
Os primeiros estudos de proteínas que podem ser chamados de proteômica começaram em 1975 com a introdução do gel bidimensional e o mapeamento das proteínas da bactéria Escherichia coli, porquinho-da-índia e camundongo. Embora muitas proteínas pudessem ser separadas e visualizadas, elas não puderam ser identificadas.
Os termos “proteoma” e “proteômica” foram criados no início dos anos 90 por Marc Wilkins, um estudante da Universidade Macquarie da Austrália, a fim de refletir os termos “genômica” e “genoma”, que representam toda a coleção de genes em um organismo .
Desde o primeiro uso do termo “proteoma”, seu significado e escopo se estreitaram. Modificações pós-traducionais, produtos de emenda alternativos e proteínas intratáveis às técnicas clássicas de separação apresentaram um desafio para a realização da definição convencional da palavra.
Hoje, muitas áreas diferentes de estudo são exploradas pela proteômica. Entre eles estão estudos de interação proteína-proteína, função da proteína, modificações de proteínas e estudos de localização de proteínas.
O objetivo fundamental da proteômica não é apenas identificar todas as proteínas em uma célula, mas também gerar um mapa tridimensional completo da célula, indicando sua localização exata.
De muitas maneiras, a proteômica é paralela à genômica. O ponto de partida para a genômica é um gene para fazer inferências sobre seus produtos (ou seja, proteínas), enquanto a proteômica começa com a proteína funcionalmente modificada e trabalha de volta ao gene responsável por sua produção.
Proteômica e Genômica
A proteômica evoluiu da genômica e do seqüenciamento e mapeamento bem-sucedido dos genomas de uma ampla variedade de organismos, incluindo seres humanos.
A genômica envolve o uso de reagentes, ferramentas e tecnologias para o sequenciamento de alta produtividade do DNA e o armazenamento e anotação subsequentes dos dados.
Esse processo é complexo e concentra-se na informação de uma molécula alvo, o DNA, no núcleo das células. Consequentemente, existe um genoma para cada organismo.
Em contraste, a proteômica concentra-se na identificação, localização e análise funcional da composição protéica da célula.
As proteínas presentes em uma célula, juntamente com sua função, localização subcelular e talvez até estrutura, mudam dramaticamente com o organismo e as condições enfrentadas por suas células hospedeiras, incluindo: idade, ponto de verificação no ciclo celular e externo ou interno eventos de sinalização.
Assim, existem muitos proteomas para cada organismo e, consequentemente, a quantidade e a complexidade dos dados derivados do sequenciamento e mapeamento do proteoma humano são estimados em pelo menos três vezes maiores do que os envolvidos no projeto do genoma humano. A aquisição, análise e interpretação desses vastos conjuntos de dados requer uma série de tecnologias bem integradas e de alto rendimento para levar o pesquisador do projeto experimental ao insight biológico.
O campo da proteômica é particularmente importante porque a maioria das doenças se manifesta no nível da atividade das proteínas.
Consequentemente, a proteômica busca correlacionar diretamente o envolvimento de proteínas específicas, complexos de proteínas e seu status de modificação em um determinado estado de doença.
Esse conhecimento fornecerá um caminho rápido para a comercialização e agilizará a identificação de novos alvos de medicamentos que podem ser usados para diagnosticar e tratar doenças.
Qual é a diferença entre genômica e proteômica?
Genômica e proteômica são campos científicos intimamente relacionados. Um deles é focado no estudo do genoma, o conjunto de material herdado encontrado em todas as células do corpo.
O outro é o estudo das proteínas e do proteoma, a coleção de proteínas individuais em determinadas células, bem como em todo o corpo. Geralmente, é necessário um entendimento de um, mas são dois campos de estudo diferentes.
Para separar o estudo da genômica da proteômica, ajuda a emprestar a metáfora de uma biblioteca. O genoma é o catálogo de cartões, a lista de tudo o que deve estar na biblioteca. O proteoma é o conteúdo real da biblioteca.
Os pesquisadores que estudam o genoma estão interessados em ver os traços pelos quais o genoma codifica, entender o papel do DNA que não parece codificar nada, como cartões que fazem referência a livros e livros perdidos há muito tempo que foram retirados e ver como características são herdadas.
As pessoas que estudam proteômica estão interessadas em como o genoma realmente se expressa no corpo. Eles examinam como as proteínas se formam, o que interfere na produção de proteínas, como as variantes de proteínas surgem e assuntos relacionados. A genômica e a proteômica estão certamente ligadas, pois o genoma fornece as plantas para o proteoma.
O mapeamento e a pesquisa de proteínas fornecem aos pesquisadores informações sobre como o mesmo gene pode se expressar de maneira diferente em indivíduos diferentes, além de acrescentar insight e entendimento aos pesquisadores interessados em aprender como as proteínas se comportam no corpo.
Tanto a genômica quanto a proteômica requerem uma extensa educação científica. Muitas pessoas que trabalham em ambos os campos possuem diplomas avançados e passam grande parte do tempo no laboratório.
Seu trabalho também pode ser aplicado a campos como farmacologia e medicina, onde as pessoas colocam as informações que estão coletando no laboratório para uso no mundo real.
Há muitos interesses compartilhados entre pesquisadores em genômica e proteômica.
A educação infantil para ambos os campos tende a ser semelhante, pois as pessoas precisam aprender os mesmos fundamentos básicos, se pretendem desvendar os mistérios do genoma ou aprender mais sobre a estrutura das proteínas. À medida que as pessoas entram em estudos mais avançados, seu trabalho começa a divergir e elas entram em diferentes áreas de estudo.
Os pesquisadores de genômica e proteômica podem acabar trabalhando em diferentes laboratórios e ambientes e aplicar suas pesquisas de maneiras diferentes; um pesquisador de genômica, por exemplo, pode identificar uma sequência de DNA que codifica a expressão de uma proteína específica, e um pesquisador de proteômica pode lançar luz sobre o que essa proteína faz.
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