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15.15: Genomik
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Genomik
 
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15.15: Genomik

Genomik ist die Wissenschaft der Genome: Es ist die Untersuchung des gesamten genetischen Materials eines Organismus. Beim Menschen besteht das Genom aus Informationen, die in 23 Chromosomenpaaren im Zellkern sowie aus mitochondrialer DNA übertragen werden. In der Genomik wird sowohl kodiertals als auch nicht-kodierende DNA sequenziert und analysiert. Die Genomik ermöglicht ein besseres Verständnis aller Lebewesen, ihrer Evolution und ihrer Vielfalt. Es hat eine Vielzahl von Anwendungen: zum Beispiel, um phylogenetische Bäume zu bauen, die Produktivität und Nachhaltigkeit von Kulturen zu verbessern, strafrechtliche Untersuchungen zu unterstützen, Gene zu identifizieren, die mit Krankheiten in Verbindung stehen, oder eine optimale Behandlung für Krebspatienten.

In den letzten 30 Jahren fanden bedeutende technologische Entwicklungen in der DNA-Sequenzierung statt, insbesondere dank der internationalen Bemühungen des Human Genome Project. Es gibt jetzt Technologie, um 60 Milliarden DNA-Basen zu sequenzieren, was 20-mal so groß ist wie ein menschliches Genom. Mit dieser Fülle an Informationen und Big Data arbeiten Informatiker und Bioinformatiker Hand in Hand mit Biologen, um die DNA-Sequenzierungsergebnisse zu sammeln, zu speichern und zu analysieren, während die Daten sicher abgerufen werden können.

Der Erfolg der Genomik hat den Weg für andere groß angelegte Methoden zur Erforschung biologischer Systeme in ihrer Gesamtheit geebnet. Genomische Studien können nun durch andere "Omics"-Studien abgeschlossen werden, um Daten über lebende Gruppen auf allen Ebenen zu sammeln: Arten, Populationen, Individuen, Zellen, Proteine, RNA, DNA. Transkriptomik ist die Untersuchung, wie die Gesamtexpression von Genen unter verschiedenen experimentellen oder pathologischen Bedingungen variiert. Proteomik ist die Untersuchung aller Proteine, die einen Organismus oder ein System bilden. Metabolomics ist die Untersuchung aller Metaboliten (Zucker, Fette, andere Moleküle), die in einem gegebenen biologischen System enthalten sind, und ihrer Wechselwirkungen. Unverbunden von der Bioinformatik ermöglichen die "Omics" einen globalen Blick auf komplexe Lebenssätze in ihrer Umgebung und ebnen damit den Weg für personalisierte Medizin.


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