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.
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:
- Transcrição do DNA: o que é, como acontece, pra que serve
- Tradução do RNA: o que é, como ocorre
- Regulação da expressão gênica: como o genes são regulados
- Engenharia genética e clonagem
- O uso da Biotecnologia na Medicina e Agricultura
- Proteômica: o que é, como é feito
- Genômica: o que é, pra que serve, utilização
- O que é Fluxo Gênico
- O que são Cromossomos Homólogos
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
