Genética

Proteômica: o que é, como é feito

As proteínas são os produtos finais dos genes que executam a função codificada pelo gene. As proteínas são compostas de aminoácidos e desempenham papéis importantes na célula. Todas as enzimas (exceto ribozimas) são proteínas e atuam como catalisadores que afetam a taxa de reações. A

s proteínas também são moléculas reguladoras e algumas são hormônios. As proteínas transportadoras, como a hemoglobina, ajudam a transportar oxigênio para vários órgãos. Anticorpos que se defendem contra partículas estranhas também são proteínas. No estado de doença, a função da proteína pode ser prejudicada por causa de mudanças no nível genético ou por causa do impacto direto em uma proteína específica.

Um proteoma é o conjunto completo de proteínas produzidas por um tipo de célula. Proteomas podem ser estudados usando o conhecimento de genomas porque os genes codificam para mRNAs, e os mRNAs codificam proteínas. O estudo da função dos proteomas é chamado de proteômica.

A proteômica complementa a genômica e é útil quando os cientistas querem testar suas hipóteses baseadas em genes. Embora todas as células de um organismo multicelular tenham o mesmo conjunto de genes, o conjunto de proteínas produzidas em diferentes tecidos é diferente e dependente da expressão gênica. Assim, o genoma é constante, mas o proteoma varia e é dinâmico dentro de um organismo.

Além disso, os RNAs podem ser alternativamente processados ​​(cortados e colados para criar novas combinações e novas proteínas), e muitas proteínas são modificadas após a tradução. Embora o genoma forneça um projeto, a arquitetura final depende de vários fatores que podem alterar a progressão de eventos que geram o proteoma.

Genomas e proteomas de pacientes que sofrem de doenças específicas estão sendo estudados para entender as bases genéticas da doença. A doença mais proeminente estudada com abordagens proteômicas é o câncer ( Figura ).

Abordagens proteômicas estão sendo usadas para melhorar a triagem e a detecção precoce do câncer; isto é conseguido através da identificação de proteínas cuja expressão é afetada pelo processo da doença. Uma proteína individual é chamada de biomarcador , enquanto um conjunto de proteínas com níveis de expressão alterados é chamado de assinatura de proteína.

Para que um biomarcador ou assinatura de proteína seja útil como candidato para o rastreamento e detecção precoces de um câncer, ele deve ser secretado em fluidos corporais, como suor, sangue ou urina, para que rastreamentos em larga escala possam ser realizados de forma não invasiva.

O problema atual com o uso de biomarcadores para a detecção precoce do câncer é a alta taxa de resultados falso-negativos. Um resultado falso-negativo é um resultado de teste negativo que deveria ter sido positivo. Em outras palavras, muitos casos de câncer não são detectados, o que torna os biomarcadores pouco confiáveis.

Alguns exemplos de biomarcadores proteicos utilizados na detecção do câncer são CA-125 para câncer de ovário e PSA para câncer de próstata. As assinaturas de proteínas podem ser mais confiáveis ​​do que os biomarcadores para detectar células cancerígenas.

A proteômica também está sendo usada para desenvolver planos de tratamento individualizados, que envolve a previsão de se um indivíduo responderá ou não a drogas específicas e os efeitos colaterais que o indivíduo pode ter. A proteômica também está sendo usada para prever a possibilidade de recidiva da doença.

A foto mostra um analisador de padrões de proteína. É um grande equipamento em um desktop com pipetas no final de longos tubos de aço.
Esta máquina está se preparando para fazer uma análise de padrões proteômicos para identificar cânceres específicos, para que um prognóstico acurado do câncer possa ser feito. (crédito: Dorie Hightower, NCI, NIH)

O Instituto Nacional do Câncer desenvolveu programas para melhorar a detecção e o tratamento do câncer. As Tecnologias Proteômicas Clínicas para o Câncer e a Rede de Pesquisa de Detecção Precoce são esforços para identificar assinaturas de proteínas específicas para diferentes tipos de câncer. O Programa de Proteômica Biomédica foi desenvolvido para identificar assinaturas de proteínas e projetar terapias eficazes para pacientes com câncer.

Para entender melhor esse assunto veja também:

Resumo

O mapeamento do genoma é semelhante à solução de um grande e complicado quebra-cabeça com informações provenientes de laboratórios de todo o mundo. Os mapas genéticos fornecem um esboço para a localização dos genes dentro de um genoma e estimam a distância entre genes e marcadores genéticos com base na frequência de recombinação durante a meiose.

Mapas físicos fornecem informações detalhadas sobre a distância física entre os genes. A informação mais detalhada está disponível através do mapeamento de sequências. As informações de todas as fontes de mapeamento e sequenciamento são combinadas para estudar um genoma inteiro.

O sequenciamento completo do genoma é o mais recente recurso disponível para tratar doenças genéticas. Alguns médicos estão usando o sequenciamento completo do genoma para salvar vidas. A genômica tem muitas aplicações industriais, incluindo desenvolvimento de biocombustíveis, agricultura, produtos farmacêuticos e controle de poluição.

A imaginação é a única barreira para a aplicabilidade da genômica. A genômica está sendo aplicada à maioria dos campos da biologia; Ele pode ser usado para medicina personalizada, previsão de riscos de doenças em um nível individual, o estudo de interações medicamentosas antes da realização de ensaios clínicos e o estudo de microrganismos no ambiente em oposição ao laboratório. Ele também está sendo aplicado à geração de novos biocombustíveis, avaliação genealógica usando mitocôndrias, avanços na ciência forense e melhorias na agricultura.

Proteômica é o estudo de todo o conjunto de proteínas expressas por um determinado tipo de célula sob certas condições ambientais. Em um organismo multicelular, diferentes tipos de células terão diferentes proteomas, e estes irão variar com as mudanças no ambiente. Ao contrário de um genoma, um proteoma é dinâmico e está em fluxo constante, o que o torna mais complicado e mais útil do que o conhecimento apenas dos genomas.

Glossário

mapa físico
uma representação da distância física entre genes ou marcadores genéticos
assinatura de proteína
um conjunto de proteínas super ou su-bexpressas características de células em um tecido doente específico
proteômica
estudo da função dos proteomas

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