Los prefijos de las ómicas

Durante muchos años, el mundo científico estuvo obsesionado con las proteínas. Se quería saber cuántos tipos distintos había, cuál era su función, cómo estaban formadas, dónde se podían hallar, su relevancia en los organismos vivos. Estaban consideradas en tan alta estima que se valoró la posibilidad de que las proteínas fueran las responsables de contener las instrucciones necesarias para posibilitar la vida. Una de las razones que sostenía la idea se debía a una mayor complejidad en sus estructuras y mayor variedad de formas.

DNA chain

Hubo de pasar mucho tiempo antes de reconocer el rol real del ADN. Fuente: http://www.chemguide.co.uk/organicprops/aminoacids/dna1.html

El ADN apareció entonces para robarles gran parte del protagonismo gracias a las contribuciones de Rosalind Franklin, James Watson, Francis Crick y Maurice Wilkins, quienes demostraron el rol que jugaba esta molécula en la célula y que conocemos actualmente. La atención se desvió hacia las dobles cadenas de nucleótidos, iniciando una frenética carrera para ver quién era capaz de obtener la mayor información posible. Se fueron sucediendo descubrimientos uno detrás de otro así como se fueron perfeccionando técnicas como la de la reacción en cadena de la polimerasa (Polimerase Chain Reaction, PCR en inglés) entre otras. Finalmente, se culminó con la secuenciación del genoma humano en el año 2000, siendo completado en el 2007. El mundo científico no se conformó con ese hito, y continuó secuenciando genomas de otras especies en su afán por saciar su curiosidad natural.

Sin embargo, se estaba generando una cantidad descomunal de información que se debía analizar y comprender correctamente. Ante esta perspectiva, los bioinformáticos empezaron a usar métodos más especializados de comparación de información, permitiendo entender mejor la información que se estaba obteniendo. La genómica ya se estaba consolidando como un campo propio al poder estudiar el conjunto de genes de un organismo en su totalidad o por partes y poderlo comparar con otros para observar sus diferencias o similitudes. Se permitía asimismo la posibilidad de estudiar un gen individual e intentar determinar su función o regulación.

El estudio de las proteínas no es tan fácil como aparenta y hoy día todavía queda mucho por hacer. Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_de_las_prote%C3%ADnas

El estudio de las proteínas no es tan fácil como aparenta y hoy día todavía queda mucho por hacer.
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_de_las_prote%C3%ADnas

Aunque se hubo dedicado mucha atención a la genómica, eso no implica que fuera lo único en lo que se estuviera trabajando. Las proteínas seguían siendo un eje importante en los estudios celulares y por ello se desarrollaron numerosas técnicas como por ejemplo la electroforesis bidimensional para tratar de clasificar el mayor número de proteínas conocidas posible. Por otro lado, la cristalografía por rayos X permitió conocer en la medida de lo posible su estructura. Del mismo modo que la genómica, la proteómica se erigió como una disciplina que permitía el estudio de expresión proteica, función, modificaciones, determinación de la localización en la célula y si existe interacción con otras proteínas.

Es innegable que tanto la genómica como la proteómica han estado unidas, complementándose la una a la otra, puesto que las proteínas están estrechamente ligadas a los genes que las expresan. No obstante, también se ha de tener en cuenta un tercer elemento: el ARNm. Según el dogma central de la biología, la información genética albergada en el ADN se transcribe en unidades transportables, el ARN (ARN mensajero o ARNm), que contiene el programa de síntesis de una proteína en particular. De forma simplificada, para un gen en particular tendremos un ARNm en concreto y posteriormente una proteína originada a partir de este ARN. La transcriptómica es entonces el estudio de todos ARNm distintos que se producen, constituyéndose como un nexo entre la genómica y la proteómica especialmente útil porque indica si los genes se expresan y en qué proporción lo hacen.

dogma central de la biologia (mejor)

Dogma central de la biología. A partir de la información genética hallada en el ADN podemos copiar pequeños fragmentos en forma de ARN que serán los que darán lugar a las unidades funcionales de la célula, las proteínas.Fuente: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Class/MLACourse/Modules/MolBioReview/central_dogma.html

Parece que los protagonistas sólo sean los genes y las proteínas, ya que en un principio son los que se encargan de coordinar la actividad y supervivencia de la célula. Sin embargo, contamos con un último grupo que no se suele tener mucho en cuenta: los metabolitos, aquellas moléculas que intervienen en las reacciones bioquímicas de nuestro organismo. Es innegable que los metabolitos tienen una gran importancia en el fenotipo de una persona, ya que variaciones significativas en las concentraciones de éstos pueden implicar enfermedades más o menos severas. Por ejemplo, un nivel más elevado de lo normal de glucosa puede significar diabetes, mientras que la enfermedad de la gota se debe a una acumulación de ácido úrico. Del mismo modo que el análisis sistemático de los genes se denomina genómica, el análisis sistemático de los metabolitos se denomina metabolómica.

La metabolómica, como el resto de las ómicas, se ha integrado en la denominada biología de sistemas, que no se trata más que una visión global de lo que sucede en un organismo. A grandes rasgos, en la biología de sistemas nos encontramos:

  • Genómica: Nos dice lo que puede suceder.
  • Transcriptómica: Nos dice lo que aparentemente está sucediendo.
  • Proteómica: Nos dice lo que hace que está pasando.
  • Metabolómica: Nos dice qué ha pasado.

En definitiva, tenemos una gran cantidad de información que podemos analizar de manera conjunta con un modelo computacional que sea capaz de efectuar un análisis global de los datos o de manera separada, yendo de ómica en ómica.

Referencias

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2392988/ Yadav, Satya P. “The Wholeness in Suffix -Omics-Omes, and the Word Om.”Journal of Biomolecular Techniques : JBT 18.5 (2007): 277. Print.

http://www.metabolomics.se/Courses/Systems%20Biology/Lectures/History%20of%20Omics%20cascade_Wheelock.pdf Systems Biology and the Omics Cascade, Karolinska Institutet, June 9-13, 2008

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3334318/ Roberts, Lee D. et al. “Targeted Metabolomics.” Current Protocols in Molecular Biology CHAPTER (2012): Unit30.2.

http://omics.org/index.php/History_of_Omics The History of Omics: as a generic name for various omics and a standalone biology disciplines.

http://www.genomic.org.uk/history-of-genomics.html

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3068925/  Hogeweg, Paulien. “The Roots of Bioinformatics in Theoretical Biology.” Ed. David B. Searls. PLoS Computational Biology 7.3 (2011): e1002021. PMC. Web.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC120780/ Graves PR, Haystead TAJ. Molecular Biologist’s Guide to Proteomics. Microbiology and Molecular Biology Reviews 2002;66(1):39-63. doi:10.1128/MMBR.66.1.39-63.2002.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Class/MLACourse/Modules/MolBioReview/central_dogma.html Central Dogma of Biology: Classic View.

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Albert Sabater

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