omics和相关领域介绍

2019年6月11日 离开 经过 行政

英语语言中的OMICE非正式地指的是在-OMICS中结束的生物学研究领域。通过将后缀“-omics”作为“基因组学中,衡量大家细胞分子(例如基因,蛋白或小代谢物)的一些特征的技术已经命名。相关后缀-ome用于解决这些领域的研究对象,例如基因组,蛋白质组或代谢物。分子生物学中使用的后缀-ome是指某种类型的总体;同样,OMICS一般来说,普遍参考大型全面的生物数据集。 OMIC是指用于探索构成生物体细胞的各种类型分子的角色,关系和动作的集体技术。

这些技术包括:

基因组学,“基因的研究及其功能”
蛋白质组学,蛋白质研究
代谢组学,研究涉及细胞代谢的分子
转录组织,mRNA的研究
糖类,细胞碳水化合物的研究
脂肪组学,细胞脂质的研究

基因组学
基因组学是一种跨学科的生物学领域,重点是基因组的结构,功能,演化,映射和编辑。基因组是一种生物体’完整的DNA,包括所有基因。与遗传学相比,这是指个体基因的研究及其在遗传中的作用,基因组学旨在集体表征和量化所有生物体’S基因,它们的相互关系和对生物的影响。首先要开发的科学技术,基因组学导致大量的DNA序列数据需要大量的计算机容量。基因组学还涉及通过使用高通量DNA测序和生物信息学的基因组的测序和分析,以组装和分析整个基因组的功能和结构。基因组学已超越生物体(结构基因组学)的测序,以鉴定编码基因的功能(功能基因组学)。

每个物种的基因组是具有独特的,但在物种的每个单独之间也观察到较小的基因组差异。最初认为获得人类基因组的序列将立即告诉我们人类基因的身份。该基因组证明了更复杂。

当表达基因时,它导致产生信使RNA并最终产生特定的蛋白质。基因表达尚不完全理解,但涉及DNA内的调节序列和特异性调节蛋白与这些序列的结合。调节蛋白的表达和调节是另一种对照水平。特定基因是否在生物体中表达可以受到各种遗传和环境因素的影响。

代码为蛋白质的基因的DNA序列被称为外显子,并且它们与叫做内含子的DNA散布,其不会为蛋白质代码。现在已知以前被认为是无意义材料的内含子序列也包含重要信息。尽管人类基因组的测序在2003年完成(HGP,2003),但是人体DNA序列内的所有基因的鉴定不完全。定位DNA内基因的开始和结尾仍然是一个挑战。

基因注释是“添加与DNA碱的原始序列的数据库进入的氨基酸序列或其他评论的基因诸如基因的相关信息”。这涉及描述代码的不同区域,识别可以称为基因的不同区域,并识别其他特征,例如外显子和内含子,开始和停止密码子等。

表观遗传学:表皮遗传学是指持续改变基因表达的机制,而不存在对基因/ DNA序列的实际变化。 DNA甲基化是表观遗传机制的一个例子。科学家们已经表明,DNA甲基化是各种化学诱导的毒性,包括致癌性的重要组成部分,是应在整体危害评估中评估的一种机制。

蛋白质组学:蛋白质组学是一种跨学科领域,其来自各种基因组项目的遗传信息,包括人类基因组项目。蛋白质是细胞中的主要结构和功能分子,并且由氨基酸的线性排列组成。线性多肽链折叠成次级和三级结构以形成功能蛋白质。与细胞基因的静态性质不同,蛋白质不断变化以满足细胞的需要。

表征在蛋白质组的所有细胞蛋白的所有细胞蛋白的身份,功能,调节和相互作用,将是一个重大成就。与正常细胞相比,对暴露于有毒物质的细胞和组织蛋白质组变化的研究正在使用对毒性机制的理解。由于蛋白质组学工具变得更强大,并且广泛使用,蛋白质和蛋白质组变化响应有毒物质的暴露(指纹或响应轮廓)将被开发到可用于对生物体组织各级的暴露反应进行分类的数据库中,因此在Silico毒理学工具中提供预测性。

转录组学
转录组捕获在细胞中存在的总转录物的时间的快照。转录组织技术提供了广泛的描述,细胞过程有效并且是休眠的。分子生物学的主要挑战在于了解相同的基因组可以产生不同细胞类型以及基因表达如何调节。

Lipomics或leimonics
内源性生化物质的代谢物可以被认为是对毒物的最终器官和细胞反应或生物体的其他变化代表 ’环境。这些内源性产生的代谢物的一个重要组成部分是脂质;对这些脂质的生产的综合研究被称为脂质病或睡眠。各种化学类的脂质涉及介导肺,心血管,脑和其他器官系统中的人类疾病。本次会议的重点是概述量化脂质和关键脂质代谢步骤的策略,并随后将所得数据组织成更具可用和可理解的格式。

代谢组学
代谢组合是指细胞,器官或生物体的代谢状态的综合评价,以鉴定特异性疾病状态或有毒损伤的生物化学变化。典型的代谢组种实验涉及使用化学技术(例如色谱法和质谱法)鉴定和定量生物样品(例如,尿液或血液)中的大量内源分子。将这些技术的输出与质谱序列的计算机化文库进行比较,以便于鉴定存在的化合物。诸如化学物质或药物暴露的环境压力改变了细胞中的代谢途径,并且代谢物分析可用于评估毒性反应/曝光。

生物标志物
广泛定义的生物标志物是“特征[通常是生物分子],其可以客观地测量和评估为正常生物学或致病方法的指标或治疗干预的药理反应”。动物模型仍常用于寻找与人类药物发育,毒性反应和疾病过程相关的生物标志物。为了开发有用的人类生物标志物,可以表达可以开发和验证临床样品的已知毒性的已知生物标志物的毒性,细胞和组织模型。毒性生物标志物的一个挑战是,人类不能有目的地暴露于有毒物质以获得临床样品。

DNA(基因)对蛋白质的关系:每个基因是DNA核苷酸的线性脉冲,其代码将氨基酸组合成多肽链(蛋白质)。 DNA被转录为通信RNA(mRNA)(转录),然后通过核糖体翻译成将构成蛋白质(翻译)的氨基酸链。

突变是DNA碱基(插入,缺失,易位)的变化,其可能导致合成的蛋白质的变化,甚至防止它们的合成。诱变的化学物质可能导致DNA序列中的永久性遗传变化。

基因表达的调节:一些蛋白质组成型表达(全部存在于所有时间),但细胞可以调节蛋白质的表达,这些蛋白质不需要所有时间或大量。这提供了具有用于打开和关闭代谢反应的控制机制的细胞。细胞使用多种机制来调节基因表达,因此产生该蛋白质。蛋白质可以在它们的合成水平(基因转录调节),基因翻译,各种后翻译机制和反馈抑制等水平,或最近发现的RNAi和MicroRNA的动作。

短干扰RNA(siRNA)是可以调节基因表达的短双链RNA(DSRNA)。在真核细胞中,酶DICER产生来自小DSRNA的siRNA。 siRNA可以与其互补的信使RNA(mRNA)结合并抑制翻译和/或诱导细胞破坏mRNA。该现象称为RNA抑制(RNAi),可用于实验室中以抑制任何种类细胞中的任何基因。 “RNA干扰通过在培养细胞中能够通过能够进行基因组稳定的函数筛选来重新激励功能基因组学的领域”。

MicroRNA(miRNA)是最近发现的小型非编码RNA类。细胞使用miRNA通过平移抑制和mRNA稳定化的机制调节由基因合成的蛋白质的量。已经发现了超过250名miRNA。

微阵列:基因组学和蛋白质组学研究通过开发了增加产量的实验技术,例如微阵列。微阵列由作为小斑点的DNA或蛋白质片段组成,然后将其作为“小型化化学反应区域”用作“小型化化学反应区域”。这些研究通常涉及在不同条件下通过细胞或组织寻找基因或蛋白质表达模式的变化。微阵列提供了一种用于同时评估许多(通常数千个)基因或蛋白质的变化的平台。

高吞吐量筛选(HTS)由开发和分析许多单独数据点或在一个实验中产生的测定来组成。使用机器人系统处理的使用DNA或其他微阵列或多孔板的测定是HTS测定的实例。美国国家毒理学计划确定了HTS作为筛选美国市场潜在毒性的数千种化学品的基本工具。

毒性学
毒源组合比较了在未暴露的生物(阴性对照)上暴露于药物,化学物质或毒素的生物中的基因。某些基因或基因组的上下调节可以与生物体中发生的毒性反应相关联,以及该生物体中的特定器官或细胞类型。毒物学的目标是鉴定与特定化学品或化学类别相关的基因表达的模式,使得这些表达模式可用作评估毒性的终点。到目前为止,毒源组学在精炼动物实验中是有用的,并鉴定实验室动物中的毒性机制,可以控制曝光。还有实验评估暴露于毒物的细胞培养物中的基因表达,这已被用于预测体内毒性的有限应用中。

药物overs在响应特定药物的差异看差异,这是由于个体遗传构成的变异。例如,人类遗传变异涉及用一些化学治疗药物的反应(有效性和/或毒性)的变异性。

参考.

1.  //en.wikipedia.org
2. http://alttox.org/mapp/emerging-technologies/omics-bioinformatics-computational-biology/
3. //cfpub.epa.gov/