32.20: Proteomik

Proteomics
JoVE Core
Cell Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Cell Biology
Proteomics
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

7,313 Views

01:33 min
April 30, 2023

Overview

Bir proteom, bir hücre tipinin ürettiği proteinlerin tamamıdır. Genom bilgisini kullanarak proteomları inceleyebiliriz çünkü genler mRNA’ları kodlar ve mRNA’lar proteinleri kodlar. mRNA analizi doğru yönde atılmış bir adım olmasına rağmen, tüm mRNA’lar proteinlere çevrilmez.

Proteomik, proteomların işlevinin incelenmesidir. Bir genom tarafından ifade edilen protein tamamlayıcısını belirtmek için proteomun büyük ölçekli sistematik çalışmasını içerir. Bilim adamı Mark Wilkins, proteomik terimini icat etti ve onu ‘bir genOME tarafından ifade edilen PROTein tamamlayıcısı olarak tanımladı.

Proteomik genellikle genomiği tamamladığından, bilim adamları araştırma hipotezlerini test etmek istediklerinde yararlıdır. Çok hücreli bir organizmadaki tüm hücreler aynı gen setine sahip olsa da, farklı dokularda üretilen protein seti farklıdır çünkü gen ekspresyonuna bağlıdır. Bu nedenle, genom sabittir, ancak proteom bir organizma içinde değişir ve dinamiktir. Ek olarak, RNA’lar dönüşümlü olarak eklenebilir (yeni kombinasyonlar ve yeni proteinler oluşturmak için kesilip yapıştırılabilir). Ayrıca, birçok protein, proteolitik bölünme, fosforilasyon, glikozilasyon ve ubikitinasyon gibi işlemlerle translasyondan sonra kendilerini değiştirir. Proteomların incelenmesini zorlaştıran protein-protein etkileşimleri de vardır. Genom bir plan sağlasa da, nihai mimari, proteomu oluşturan olayların ilerlemesini değiştirebilecek çeşitli faktörlere bağlıdır. Bu nedenle, proteinlerin çeşitli yönlerini incelemeye yardımcı olan ekspresyon, yapısal ve fonksiyonel gibi farklı proteomik türleri vardır.

Proteomiklerin nihai amacı, belirli koşullar altında belirli bir genomdan eksprese edilen proteinleri tanımlamak veya karşılaştırmak, proteinler arasındaki etkileşimleri incelemek ve bilgileri hücre davranışını tahmin etmek veya ilaç hedefleri geliştirmek için kullanmaktır. Genomu analiz etmek temel DNA dizileme tekniği gerektirdiği gibi, proteomik de protein analizi için teknikler gerektirir. Protein analizi için temel teknik, bir molekülün özelliklerini tanımlayan ve belirleyen kütle spektrometresidir. Spektrometrideki gelişmeler, araştırmacıların çok küçük protein örneklerini analiz etmelerine izin verdi. Örneğin X-ışını kristalografisi, bilim adamlarının bir protein kristalinin üç boyutlu yapısını atomik çözünürlükte belirlemelerini sağlar. Nükleer manyetik rezonans, sulu bir çözeltide proteinin üç boyutlu yapısını belirlemek için atomların manyetik özelliklerini kullanır. Bilim adamları ayrıca protein etkileşimlerini incelemek için protein mikrodizileri kullandılar. Temel iki hibrit ekranın büyük ölçekli uyarlamaları, protein mikrodizileri için temel sağlamıştır. Bilim adamları, proteomik analiz için büyük miktarda veriyi analiz etmek için bilgisayar yazılımı kullanırlar.

Transcript

Proteomik, belirli bir zamanda bir organel, hücre, doku veya organizma tarafından eksprese edilen proteinlerin tamamı olan proteomun büyük ölçekli sistematik çalışması olarak tanımlanabilir.

Çalışma türüne bağlı olarak, biyolojik sistemlerden bozulmamış proteinleri analiz eden yukarıdan aşağıya proteomik yaklaşım veya peptit fragmanlarını analiz ederek proteinleri inceleyen aşağıdan yukarıya yaklaşım, hedef protein seti hakkında bilgi elde etmek için kullanılabilir.

Tipik bir iş akışında, örneğin COVID-19 hastalarından ve sağlıklı kontrollerden protein örnekleri toplanır ve peptitlere sindirilir. Daha sonra, MS gibi yüksek verimli teknikler, mevcut veri tabanları kullanılarak tanımlanabilen, çalışma popülasyonları arasında önemli ölçüde düzenlenmiş veya değiştirilmiş proteinlerin tanımlanmasına ve karşılaştırmalı olarak taranmasına izin verir. Bu derinlemesine proteom profillemesi, hastalığa özgü protein biyobelirteçlerinin saptanmasına ve potansiyel terapötik hedeflerin tanımlanmasına olanak tanır.

Ekspresyon proteomikleri, numuneler arasındaki protein ekspresyonundaki farklılıkları inceler. Yapısal proteomik, belirli bir organel içindeki protein yapısının haritasını çıkarmaya yardımcı olurken, fonksiyonel proteomik, bir bireyin veya bir protein sınıfının biyolojik işlevlerini tanımlar.

Key Terms and definitions​

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for