Introducción a la Genómica y Proteómica
¿Qué supone el campo de la genómica acerca de sus metodologías?
El campo de la genómica supone una serie de **metodologías**, las cuales están en **continuo desarrollo** para tener una mejor **comprensión de la información genética** y, por ende, del **funcionamiento de un organismo**.
¿Por qué las bases biológicas de los procesos celulares no pueden identificarse solo a partir del estudio del genoma?
Las bases biológicas de los procesos celulares no pueden identificarse solo a partir del estudio del genoma, en particular porque la **secuencia de nucleótidos** que define a un gen solo describe el **estado estático de la información hereditaria**.
¿Por qué el número de proteínas es mucho mayor al número de genes presentes en el genoma humano?
La diferencia entre el número de genes y el número de proteínas se debe a que los genes no expresan necesariamente una sola proteína. Se sabe que, por **procesamiento alternativo de los transcritos de ARNm** (maduración y empalme alternativo), se pueden generar **diversas proteínas a partir de un gen único**.
¿De qué depende la adecuada función de las proteínas?
La adecuada función de las proteínas depende de su correcta **secuencia de aminoácidos**, sus **modificaciones postraduccionales**, su **estructura tridimensional**, su **concentración**, las **interacciones con otras proteínas** y, por último, el **ambiente extracelular**.
¿Qué sistema de organización contienen los mamíferos como el hombre?
Los mamíferos, como el hombre, contienen un **sistema de organización de diferentes niveles**, esto es, **órganos, tejidos y células**. Cada uno de ellos lleva a cabo distintas funciones y responde a **alteraciones genéticas y ambientales**.
¿Qué es el proteoma y qué es la proteómica?
- Proteoma: Está formado por todas las **proteínas que se expresan a partir del genoma** de un organismo.
- Proteómica: Es una **rama de la genómica que estudia los proteomas**, es decir, la **identificación de las proteínas**.
¿Cuál es la principal herramienta de investigación proteómica?
La principal herramienta de la investigación proteómica es la **espectrometría de masas (EM)**, una tecnología que incluye la **instrumentación** (espectrómetros de masas), los **métodos de adquisición** y los **softwares de análisis de datos**.
Además de las proteínas, ¿qué más puede identificarse mediante espectrometría de masas?
La EM es una **técnica analítica que mide la relación masa/carga de una molécula** y se utiliza en la industria farmacéutica desde hace muchos años para la **detección e identificación de moléculas pequeñas** (menos de 1 000 Da).
Desafíos y Aplicaciones de la Proteómica
¿Qué dificulta el análisis experimental de una proteína?
Los métodos ESI y MALDI solucionaron la dificultad de generar iones a partir de analitos no volátiles, como las proteínas y polímeros. Sin embargo, las características intrínsecas de una proteína, como su **diversidad química**, **estructural** y **abundancia relativa**, también dificultan su análisis experimental.
¿Por qué los problemas de salud actuales no pueden verse desde un punto de vista reduccionista?
Los problemas de salud actuales, como las **enfermedades crónicas** (cáncer, diabetes mellitus, enfermedades cardiovasculares, etc.) y algunas **enfermedades infecciosas emergentes** (VIH/sida, dengue, malaria, etc.), no pueden verse desde un punto de vista reduccionista debido a su **alto nivel de complejidad**. El **enfoque reduccionista** busca explicar un fenómeno complejo a través del estudio individual de uno de sus constituyentes, lo cual es insuficiente para estos casos.
¿Qué evalúa la genómica en salud pública?
La genómica en salud pública es un **campo emergente de investigación** que evalúa el **impacto de los genes y su interacción con el comportamiento, la dieta y el ambiente sobre la salud de la población**.
¿Qué permite la investigación proteómica?
La investigación proteómica permite vislumbrar **nuevas aplicaciones biomédicas y farmacéuticas**.
Identificar las diferentes proteínas que intervienen en las diversas etapas de una enfermedad ayudará a **comprender las bases moleculares y la naturaleza de dicha anomalía**. De igual modo, estas proteínas identificadas pueden utilizarse como **biomarcadores de diagnóstico o pronóstico de la enfermedad**.
¿A qué contribuirá el conocimiento de los procesos moleculares de los trastornos complejos?
El conocimiento de los procesos moleculares de los trastornos complejos contribuirá a instituir **políticas de salud más efectivas** que repercutan en el bienestar de la población. Asimismo, hará posible la **identificación de nuevos blancos terapéuticos** para un mejor diseño de fármacos y la **vigilancia de los efectos de una sustancia en el tratamiento de un paciente**.
¿Qué hará posible el conocimiento de los proteomas en interacción con su hospedero?
El conocimiento de los proteomas en interacción con su hospedero hará posible **comprender mejor la biología del sistema** y proporcionará **mejores herramientas de control de las enfermedades infecciosas**.
Impacto de la Proteómica en Áreas Específicas
¿Cuáles son las áreas en las que la proteómica tiene grandes impactos?
Búsqueda de Biomarcadores
El desarrollo de la proteómica es fundamental para la **búsqueda y validación de biomarcadores**.
Enfermedades Crónicas
Obesidad
Los trastornos metabólicos ocasionados por la obesidad se vinculan con la **resistencia a la insulina** (periférica y hepática), la **diabetes tipo 2** y los **procesos inflamatorios**, aunque aún no se conoce el mecanismo molecular que los relaciona. Diferentes estudios proteómicos, tanto en seres humanos como en ratones obesos, muestran que los adipocitos de los individuos obesos sufren **estrés del retículo endoplásmico (RE)**, también conocido como **respuesta a proteínas mal plegadas, o UPR** (unfolded protein response). Este hallazgo abre una ventana de posibilidades para el estudio de la obesidad y la alteración metabólica que ello implica.
Enfermedades Autoinmunitarias
Son de **naturaleza compleja** y no existe un tratamiento efectivo. Recientemente, Han y colaboradores analizaron a nivel proteómico aspectos clave de estas enfermedades.
Enfermedades Infecciosas
Las **interacciones entre el hospedero y el patógeno** reflejan el equilibrio de los **mecanismos de defensa** de aquel y la **virulencia** de este.