Η βασική διαφορά μεταξύ πρωτεομικής και μεταβολομικής είναι ότι η πρωτεομική είναι η μελέτη όλων των πρωτεϊνών ενός οργανισμού ενώ η μεταβολομική είναι η μελέτη όλων των μεταβολιτών ενός οργανισμού.
Γονιδιωματική είναι η μελέτη της γενετικής σύνθεσης ενός οργανισμού. Η πρωτεομική και η μεταβολομική είναι δύο ωμικές επιστήμες που σχετίζονται με τη γονιδιωματική. Το Proteome αναφέρεται σε όλες τις πρωτεΐνες σε ένα κύτταρο ή έναν οργανισμό. Το Metabolome, από την άλλη πλευρά, αναφέρεται σε όλους τους μεταβολίτες ενός οργανισμού. Έτσι, η μελέτη του πρωτεώματος είναι η πρωτεομική ενώ η μελέτη του μεταβολισμού είναι η μεταβολομική. Τόσο η πρωτεομική όσο και η μεταβολομική είναι σημαντικές στη διάγνωση ασθενειών και στον χαρακτηρισμό και τον έλεγχο των οργανισμών. Επιπλέον, και τα δύο συνδέονται σε πολλές πτυχές της κυτταρικής βιολογίας, ειδικά στην κυτταρική σηματοδότηση, την αποικοδόμηση και την παραγωγή πρωτεϊνών και την μετα-μεταφραστική τροποποίηση.
Τι είναι η Proteomics;
Proteome είναι το συνολικό πρωτεϊνικό συμπλήρωμα σε ένα κύτταρο, έναν ιστό ή έναν οργανισμό. Επομένως, πρωτεομική είναι η μελέτη του πρωτεώματος ενός οργανισμού. Στην πρωτεομική, αναλύονται διαφορετικά χαρακτηριστικά πρωτεϊνών. Επομένως, η πρωτεομική επικεντρώνεται κυρίως στη δομή, τον προσανατολισμό, τις λειτουργίες, τις αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών, τις τροποποιήσεις, τις εφαρμογές και τη σημασία των πρωτεϊνών. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο διεξάγονται πολλά ερευνητικά προγράμματα στον τομέα της πρωτεϊνικής επί του παρόντος.
Οι πρώτες πρωτεομικές μελέτες έγιναν για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε πρωτεΐνη στο Escherichia coli. Η χαρτογράφηση της συνολικής περιεκτικότητας σε πρωτεΐνη έγινε με χρήση δισδιάστατων (2D) πηκτωμάτων. Μετά την επιτυχία αυτού του έργου, οι επιστήμονες προχώρησαν στον χαρακτηρισμό της συνολικής περιεκτικότητας σε πρωτεΐνη σε ζώα όπως τα ινδικά χοιρίδια και τα ποντίκια. Προς το παρόν, η χαρτογράφηση ανθρώπινης πρωτεΐνης γίνεται με ηλεκτροφόρηση 2D gel.
Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα από τη μελέτη της πρωτεϊνικής καθώς οι πρωτεΐνες είναι τα μόρια που διέπουν τη μεγαλύτερη δραστηριότητα λόγω της καταλυτικής ιδιότητας των πρωτεϊνών. Έτσι, η μελέτη ολόκληρων πρωτεϊνών μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση της υγείας ενός οργανισμού. Επιπλέον, η πρωτεομική έχει πολλές εφαρμογές στον σχολιασμό του γονιδιώματος, στον προσδιορισμό και τη διάγνωση ασθενειών, στη διεξαγωγή μελετών έκφρασης πρωτεϊνών κατά τη διάρκεια πειραματισμού και τροποποιήσεις πρωτεϊνών και μελέτες αλληλεπίδρασης κ.λπ.
Εικόνα 01: Proteomics
Υπάρχουν διαφορετικές τεχνικές που εμπλέκονται στην πρωτεϊνική, συμπεριλαμβανομένης της εκχύλισης της ολικής πρωτεΐνης, του διαχωρισμού τους με χρήση ηλεκτροφόρησης γέλης 2D, της αλληλουχίας των εκχυλισμένων πρωτεϊνών με τη χρήση μεθόδων όπως η μέθοδος προσδιορισμού αλληλουχίας του Edmund ή η φασματομετρία μάζας και η ανάλυση δομικών και λειτουργικών ιδιότητες της πρωτεΐνης χρησιμοποιώντας λογισμικό που βασίζεται σε υπολογιστή και εργαλεία βιοπληροφορικής.
Τι είναι η Μεταβολομική;
Μεταβολομική είναι η μελέτη όλων των μεταβολιτών σε ένα κύτταρο, έναν ιστό ή έναν οργανισμό. Περιλαμβάνει τον προσδιορισμό και την ποσοτικοποίηση των κυτταρικών μεταβολιτών χρησιμοποιώντας διαφορετικά προηγμένα αναλυτικά και στατιστικά εργαλεία. Η μεταβολομική είναι μια σημαντική μελέτη αφού αποκαλύπτει πληροφορίες σχετικά με το μεταβολισμό ενός οργανισμού.
Εικόνα 02: Μεταβολομική
Για τη μελέτη υποστρωμάτων και προϊόντων μεταβολικών αντιδράσεων, η μεταβολομική χρησιμοποιεί τη φασματομετρία μάζας ως αναλυτική πλατφόρμα. Η φασματομετρία μάζας έχει ως αποτέλεσμα μεταβολίτες και τις συγκεντρώσεις τους, αντανακλώντας την πραγματική βιοχημική κατάσταση των κυττάρων ή των ιστών. Ως εκ τούτου, η μεταβολομική μπορεί να θεωρηθεί ως η καλύτερη αναπαράσταση του μοριακού φαινοτύπου ενός οργανισμού. Επιπλέον, η μεταβολομική μπορεί να θεωρηθεί ως επέκταση της πρωτεϊνικής επειδή οι περισσότεροι μεταβολίτες παράγονται λόγω των δραστηριοτήτων των ενζύμων που είναι πρωτεΐνες.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ Πρωτεομικής και Μεταβολομικής;
- Η πρωτεομική και η μεταβολομική είναι δύο ωμικές επιστήμες που σχετίζονται με τη γονιδιωματική.
- Η μεταβολομική μπορεί να θεωρηθεί ως επέκταση της πρωτεομικής.
- Το πρωτεόμιο και το μεταβολισμό είναι στενά συνυφασμένα με πολλές μελέτες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Proteomics και Metabolomics;
Η Proteomics είναι η μεγάλης κλίμακας μελέτη πρωτεϊνών, συμπεριλαμβανομένης της δομής και της λειτουργίας τους, μέσα σε ένα κύτταρο ή έναν οργανισμό. Εν τω μεταξύ, η μεταβολομική είναι η μελέτη των προφίλ μεταβολιτών σε ένα κύτταρο, ιστό ή οργανισμό κάτω από ένα δεδομένο σύνολο συνθηκών. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ πρωτεομικής και μεταβολομικής. Εξάλλου, η πρωτεομική αφορά κυρίως το πλήρες σύνολο πρωτεϊνών ενώ η μεταβολομική αφορά κυρίως το πλήρες σύνολο των μεταβολιτών, συμπεριλαμβανομένης μιας ποικιλίας μικρών μορίων όπως πεπτίδια, υδατάνθρακες, λιπίδια, νουκλεοσίδες και καταβολικά προϊόντα εξωγενών ενώσεων κ.λπ. Επομένως, αυτή είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ πρωτεομικής και μεταβολομικής.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ πρωτεϊνικής και μεταβολομικής.
Σύνοψη – Proteomics vs Metabolomics
Οι ζωντανοί οργανισμοί μπορούν να μελετηθούν χρησιμοποιώντας το γονιδίωμα, τις πρωτεΐνες και τους μεταβολίτες τους. Η γονιδιωματική, η πρωτεομική και η μεταβολομική είναι οι τρεις τομείς που μελετούν τη γενετική σύνθεση, τις πρωτεΐνες και τους μεταβολίτες ενός κυττάρου ή ενός οργανισμού, αντίστοιχα. Η πρωτεομική είναι σημαντική καθώς είναι μια δυναμική αντανάκλαση τόσο των γονιδίων όσο και του περιβάλλοντος. Η μεταβολομική είναι πολύ σημαντική αφού αντανακλά άμεσα την τρέχουσα κατάσταση της βιοχημικής αντίδρασης των κυττάρων ή τη μεταβολική κατάσταση ενός οργανισμού. Έτσι, αυτό συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ πρωτεομικής και μεταβολομικής.
