Պրոտեոմիկայի և մետաբոլոմիկայի հիմնական տարբերությունն այն է, որ պրոտեոմիկան օրգանիզմի բոլոր սպիտակուցների ուսումնասիրությունն է, մինչդեռ մետաբոլոմիկան օրգանիզմի բոլոր մետաբոլիտների ուսումնասիրությունն է:
Գենոմիկան օրգանիզմի գենետիկական կառուցվածքի ուսումնասիրությունն է։ Պրոտեոմիկան և նյութափոխանակությունը գենոմիկայի հետ կապված երկու օմիական գիտություններ են: Proteome-ը վերաբերում է բջջի կամ օրգանիզմի բոլոր սպիտակուցներին: Մյուս կողմից, մետաբոլոմը վերաբերում է օրգանիզմի բոլոր մետաբոլիտներին։ Այսպիսով, պրոտեոմի ուսումնասիրությունը պրոտեոմիկա է, մինչդեռ մետաբոլոմի ուսումնասիրությունը մետաբոլոմիկա է: Ե՛վ պրոտեոմիկան, և՛ մետաբոլոմիկան կարևոր են հիվանդությունների ախտորոշման և օրգանիզմների բնութագրման և սքրինինգի համար:Ավելին, երկուսն էլ կապված են բջջային կենսաբանության բազմաթիվ ասպեկտներում, հատկապես բջջային ազդանշանների, սպիտակուցների քայքայման և առաջացման և հետթարգմանական ձևափոխման մեջ:
Ի՞նչ է Proteomics?
Պրոտեոմը բջջի, հյուսվածքի կամ օրգանիզմի ընդհանուր սպիտակուցային հավելումն է: Հետևաբար, պրոտեոմիկան օրգանիզմի պրոտեոմի ուսումնասիրությունն է։ Պրոտեոմիկայի մեջ վերլուծվում են սպիտակուցների տարբեր բնութագրեր։ Հետևաբար, պրոտեոմիկան հիմնականում կենտրոնանում է կառուցվածքի, կողմնորոշման, գործառույթների, սպիտակուցների փոխազդեցությունների, փոփոխությունների, կիրառությունների և սպիտակուցների կարևորության վրա: Այդ իսկ պատճառով ներկայումս պրոտեոմիկայի ոլորտում բազմաթիվ հետազոտական նախագծեր են իրականացվում։
Առաջին պրոտեոմիական ուսումնասիրությունները կատարվել են Escherichia coli-ում սպիտակուցի պարունակությունը պարզելու համար: Ընդհանուր սպիտակուցի պարունակության քարտեզագրումը կատարվել է երկչափ (2D) գելերի միջոցով: Այս նախագծի հաջողությունից հետո գիտնականները սկսեցին բնութագրել սպիտակուցի ընդհանուր պարունակությունը կենդանիների մեջ, ինչպիսիք են ծովախոզուկները և մկները:Ներկայումս մարդու սպիտակուցի քարտեզագրումը կատարվում է գելային 2D էլեկտրոֆորեզի միջոցով:
Կան պրոտեոմիկայի ուսումնասիրության բազմաթիվ առավելություններ, քանի որ սպիտակուցները հանդիսանում են գործունեության մեծ մասի կառավարող մոլեկուլները՝ շնորհիվ սպիտակուցների կատալիզատորի հատկության: Այսպիսով, ամբողջական սպիտակուցների ուսումնասիրությունը կարող է տեղեկատվություն տրամադրել օրգանիզմի առողջական վիճակի վերաբերյալ: Ավելին, պրոտեոմիքսը բազմաթիվ կիրառություններ ունի գենոմի անոտացիայի, հիվանդության նույնականացման և ախտորոշման, փորձերի ընթացքում սպիտակուցների արտահայտման ուսումնասիրություններ իրականացնելու և սպիտակուցների փոփոխման և փոխազդեցության ուսումնասիրությունների և այլնի մեջ:
Նկար 01. Proteomics
Գոյություն ունեն պրոտեոմիկայի մեջ ներգրավված տարբեր տեխնիկա, ներառյալ ընդհանուր սպիտակուցի արդյունահանումը, դրանց բաժանումը 2D գելային էլեկտրոֆորեզի միջոցով, արդյունահանված սպիտակուցների հաջորդականությունը՝ օգտագործելով այնպիսի մեթոդներ, ինչպիսիք են Էդմունդի հաջորդականության մեթոդը կամ զանգվածային սպեկտրոմետրիան և կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ վերլուծությունը: սպիտակուցի հատկությունները համակարգչային ծրագրերի և կենսաինֆորմատիկայի գործիքների միջոցով:
Ի՞նչ է նյութափոխանակությունը:
Մետաբոլոմիկան բջիջի, հյուսվածքի կամ օրգանիզմի բոլոր մետաբոլիտների ուսումնասիրությունն է: Այն ներառում է բջջային մետաբոլիտների նույնականացում և քանակականացում՝ օգտագործելով տարբեր առաջադեմ վերլուծական և վիճակագրական գործիքներ: Նյութափոխանակությունը կարևոր ուսումնասիրություն է, քանի որ այն բացահայտում է օրգանիզմի նյութափոխանակության վերաբերյալ տեղեկատվություն։
Գծապատկեր 02. Նյութափոխանակություն
Նյութափոխանակության ռեակցիաների սուբստրատները և արտադրանքները ուսումնասիրելու համար մետաբոլոմիկան օգտագործում է զանգվածային սպեկտրոմետրիան որպես վերլուծական հարթակ: Զանգվածային սպեկտրոմետրիայի արդյունքում ստացվում են մետաբոլիտներ և դրանց կոնցենտրացիաներ՝ արտացոլելով բջիջների կամ հյուսվածքների իրական կենսաքիմիական վիճակը: Այսպիսով, նյութափոխանակությունը կարելի է համարել որպես օրգանիզմի մոլեկուլային ֆենոտիպի լավագույն ներկայացում։Բացի դրանցից, մետաբոլոմիկան կարելի է համարել որպես պրոտեոմիկայի ընդլայնում, քանի որ մետաբոլիտների մեծ մասն առաջանում է սպիտակուցներ հանդիսացող ֆերմենտների գործունեության շնորհիվ:
Որո՞նք են նմանությունները պրոտեոմիկայի և մետաբոլոմիկայի միջև:
- Պրոտեոմիկան և նյութափոխանակությունը գենոմիկայի հետ կապված երկու օմիկ գիտություններ են:
- Մետաբոլամիկան կարելի է համարել որպես պրոտեոմիկայի ընդլայնում։
- Պրոտեոմը և մետաբոլոմը սերտորեն փոխկապակցված են բազմաթիվ ուսումնասիրությունների հետ:
Ո՞րն է տարբերությունը պրոտեոմիկայի և մետաբոլոմիկայի միջև:
Պրոտեոմիքսը սպիտակուցների լայնածավալ ուսումնասիրություն է, ներառյալ դրանց կառուցվածքը և գործառույթը բջջի կամ օրգանիզմի ներսում: Մինչդեռ, մետաբոլոմիկան բջիջում, հյուսվածքում կամ օրգանիզմում մետաբոլիտների պրոֆիլների ուսումնասիրությունն է որոշակի պայմանների ներքո: Այսպիսով, սա հիմնական տարբերությունն է պրոտեոմիկայի և մետաբոլոմիկայի միջև: Բացի այդ, պրոտեոմիկան հիմնականում վերաբերում է սպիտակուցների ամբողջական փաթեթին, մինչդեռ մետաբոլոմիկան հիմնականում վերաբերում է մետաբոլիտների ամբողջական փաթեթին, ներառյալ փոքր մոլեկուլների բազմազան զանգվածը, ինչպիսիք են պեպտիդները, ածխաջրերը, լիպիդները, նուկլեոզիդները և էկզոգեն միացությունների կատաբոլիկ արտադրանքը և այլն:Հետևաբար, սա ևս մեկ տարբերություն է պրոտեոմիկայի և մետաբոլոմիկայի միջև:
Ստորև բերված ինֆոգրաֆիկան ամփոփում է պրոտեոմիկայի և նյութափոխանակության միջև եղած տարբերությունը:
Ամփոփում – Proteomics vs Metabolomics
Կենդանի օրգանիզմները կարելի է ուսումնասիրել՝ օգտագործելով նրանց գենոմը, սպիտակուցները և մետաբոլիտները: Գենոմիկան, պրոտեոմիկան և նյութափոխանակությունը երեք ոլորտներն են, որոնք ուսումնասիրում են համապատասխանաբար բջջի կամ օրգանիզմի գենետիկական կազմը, սպիտակուցները և մետաբոլիտները: Proteomics-ը կարևոր է, քանի որ դա ինչպես գեների, այնպես էլ շրջակա միջավայրի դինամիկ արտացոլումն է: Նյութափոխանակությունը շատ կարևոր է, քանի որ այն ուղղակիորեն արտացոլում է բջիջների կենսաքիմիական ռեակցիայի ներկա կարգավիճակը կամ օրգանիզմի նյութափոխանակության կարգավիճակը: Այսպիսով, սա ամփոփում է պրոտեոմիկայի և մետաբոլոմիկայի միջև եղած տարբերությունը:
