Omics

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Diagrama ilustrando a genômica

Os ramos da ciência conhecidos informalmente como ômicas são várias disciplinas da biologia cujos nomes terminam no sufixo -ômicas , como genômica , proteômica , metabolômica , metagenômica e transcriptômica . A Omics visa a caracterização e quantificação coletiva de pools de moléculas biológicas que se traduzem na estrutura, função e dinâmica de um organismo ou organismos.

O sufixo relacionado -ome é usado para abordar os objetos de estudo de tais campos, como o genoma , proteoma ou metaboloma , respectivamente. O sufixo -ome usado em biologia molecular refere-se a uma totalidade de algum tipo; é um exemplo de um "neo-sufixo" formado pela abstração de vários termos gregos em -ωμα , uma sequência que não forma um sufixo identificável em grego.

A genômica funcional visa identificar as funções do maior número possível de genes de um determinado organismo. Ele combina diferentes técnicas -ômicas, como transcriptômica e proteômica, com coleções de mutantes saturados. [1]

Origem

"Omicum": Edifício do Biocentro da Estônia que abriga o Centro do Genoma da Estônia e o Instituto de Biologia Molecular e Celular da Universidade de Tartu em Tartu, Estônia .

O Oxford English Dictionary ( OED ) distingue três campos diferentes de aplicação para o sufixo -ome :

  1. na medicina, formando substantivos com o sentido de "inchaço, tumor"
  2. em botânica ou zoologia, formando substantivos no sentido de "uma parte de um animal ou planta com uma estrutura especificada"
  3. em biologia celular e molecular, formando substantivos com o sentido de "todos os constituintes considerados coletivamente"

O sufixo -ome originou-se como uma variante de -oma e tornou-se produtivo no último quartel do século XIX. Apareceu originalmente em termos como escleroma [2] ou rizoma . [3] Todos esses termos derivam de palavras gregas em -ωμα , [4] uma sequência que não é um único sufixo, mas analisável como -ω-μα , o -ω- pertencente ao radical da palavra (geralmente um verbo) e o -μα sendo um sufixo grego genuíno formando substantivos abstratos.

O OED sugere que sua terceira definição originou-se como uma formação de volta do mitome , [5] As primeiras atestações incluem bioma (1916) [6] e genoma (cunhado pela primeira vez como Genom alemão em 1920 [7] ). [8]

A associação com cromossomo em biologia molecular é por falsa etimologia . A palavra cromossomo deriva das raízes gregas χρωμ(ατ)- "cor" e σωμ(ατ)- "corpo". [8] Enquanto σωμα "corpo" contém genuinamente o sufixo -μα , o precedente -ω- não é um sufixo formador de radical, mas parte da raiz da palavra . Porque genoma se refere à composição genética completa de um organismo, um neo-sufixo -ome sugeriu-se como referindo-se a "totalidade" ou "compleção". [9]

Bioinformáticos e biólogos moleculares figuraram entre os primeiros cientistas a aplicar amplamente o sufixo "-ome". Os primeiros defensores incluíam bioinformáticos em Cambridge , Reino Unido, onde havia muitos laboratórios de bioinformática iniciais, como o centro MRC , o centro Sanger e o EBI ( European Bioinformatics Institute ). Por exemplo, o centro MRC realizou os primeiros projetos de genoma e proteoma.

Tipos de estudos ômicas

Genômica

  • Genômica : Estudo dos genomas dos organismos.
    • Genômica cognitiva : Estudo das alterações nos processos cognitivos associados a perfis genéticos.
    • Genômica comparativa : Estudo da relação da estrutura e função do genoma em diferentes espécies ou linhagens biológicas.
    • Genômica funcional : Descreve funções e interações de genes e proteínas (frequentemente usa transcriptômica).
    • Metagenômica : Estudo de metagenomas , ou seja, material genético recuperado diretamente de amostras ambientais.
    • Neurogenômica : Estudo das influências genéticas no desenvolvimento e função do sistema nervoso.
    • Pangenômica : Estudo de toda a coleção de genes ou genomas encontrados dentro de uma determinada espécie. [10]
    • Genômica pessoal : Ramo da genômica preocupado com o sequenciamento e análise do genoma de um indivíduo. Uma vez que os genótipos são conhecidos, o genótipo do indivíduo pode ser comparado com a literatura publicada para determinar a probabilidade de expressão da característica e risco de doença. Ajuda na Medicina Personalizada

Epigenômica

O epigenoma é a estrutura de suporte do genoma, incluindo ligantes de proteínas e RNA, estruturas alternativas de DNA e modificações químicas no DNA.

  • Epigenômica : As tecnologias modernas incluem conformação cromossômica por Hi-C , vários métodos de sequenciamento ChIP-seq e outros combinados com fracionamentos proteômicos e métodos de sequenciamento que encontram modificação química de citosinas, como sequenciamento de bissulfito.
  • Nucleômica: Estudo do conjunto completo de componentes genômicos que formam "o núcleo da célula como um sistema biológico complexo e dinâmico, referido como o nucleoma". [11] [12] O 4D Nucleome Consortium juntou-se oficialmente ao IHEC ( International Human Epigenome Consortium ) em 2017.

Microbiômica

  • O microbioma é definido como uma comunidade microbiana característica que ocupa um habitat razoavelmente bem definido que possui propriedades físico-químicas distintas. O microbioma não se refere apenas aos microrganismos envolvidos, mas também abrange seu teatro de atividade, o que resulta na formação de nichos ecológicos específicos . O microbioma, que forma um microecossistema dinâmico e interativo propenso a mudanças no tempo e na escala, está integrado em macroecossistemas, incluindo hospedeiros eucarióticos, e aqui crucial para seu funcionamento e saúde. [13]

Lipidômica

O lipidoma é todo o complemento de lipídios celulares , incluindo as modificações feitas em um determinado conjunto de lipídios, produzidos por um organismo ou sistema.

  • Lipidomics : Estudo em larga escala de vias e redes de lipídios. Técnicas de espectrometria de massa são usadas.

Proteômica

O proteoma é todo o complemento de proteínas , incluindo as modificações feitas em um determinado conjunto de proteínas, produzidas por um organismo ou sistema.

  • Proteômica : Estudo em larga escala de proteínas, particularmente suas estruturas e funções. Técnicas de espectrometria de massa são usadas.
    • Quimioproteômica : Uma série de técnicas usadas para estudar interações proteína-molécula pequena
    • Imunoproteômica : Estudo de grandes conjuntos de proteínas (proteômica) envolvidas na resposta imune
    • Nutriproteômica: Identificar os alvos moleculares dos componentes nutritivos e não nutritivos da dieta. Usa dados de espectrometria de massa proteômica para estudos de expressão de proteínas
    • Proteogenômica : Um campo emergente de pesquisa biológica na interseção de proteômica e genômica. Dados proteômicos usados ​​para anotações de genes.
    • Genômica estrutural : Estudo da estrutura tridimensional de cada proteína codificada por um determinado genoma usando uma combinação de abordagens experimentais e de modelagem.

Glicômicos

Glycomics é o estudo abrangente do glicoma , ou seja, açúcares e carboidratos.

Foodômica

Foodomics foi definida em 2009 como "uma disciplina que estuda os domínios de Alimentação e Nutrição através da aplicação e integração de tecnologias -ômicas avançadas para melhorar o bem-estar, a saúde e o conhecimento do consumidor"

Transcrição

O transcriptoma é o conjunto de todas as moléculas de RNA , incluindo mRNA, rRNA, tRNA e outros RNAs não codificantes, produzidos em uma ou uma população de células.

Metabolismo

  • Metabolômica : Estudo científico de processos químicos envolvendo metabólitos. É um "estudo sistemático das impressões digitais químicas únicas que processos celulares específicos deixam para trás", o estudo de seus perfis de metabólitos de pequenas moléculas
  • Metabonomia : A medida quantitativa da resposta metabólica multiparamétrica dinâmica de sistemas vivos a estímulos fisiopatológicos ou modificação genética.

Nutrição, farmacologia e toxicologia

  • Genômica Nutricional : Uma ciência que estuda a relação entre genoma humano, nutrição e saúde.
    • Nutrigenética estuda o efeito de variações genéticas na interação entre dieta e saúde com implicações para subgrupos suscetíveis
    • Nutrigenômica : Estudo dos efeitos dos alimentos e dos constituintes dos alimentos na expressão gênica. Estuda o efeito de nutrientes no genoma, proteoma e metaboloma
  • A farmacogenômica investiga o efeito da soma das variações dentro do genoma humano sobre as drogas;
  • A farmacomicrobiômica investiga o efeito das variações dentro do microbioma humano sobre as drogas e vice-versa.
  • Toxicogenômica : um campo da ciência que lida com a coleta, interpretação e armazenamento de informações sobre a atividade de genes e proteínas dentro de uma célula ou tecido específico de um organismo em resposta a substâncias tóxicas.

Cultura

Inspirado por questões fundamentais da biologia evolutiva, uma equipe de Harvard em torno de Jean-Baptiste Michel e Erez Lieberman Aiden criou o neologismo culturômico americano para a aplicação da coleta e análise de big data aos estudos culturais .

Diversos

Um cientista da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica usando microbiômica para estudar ecossistemas marinhos
  • Mitointeractoma
  • Psicogenômica : Processo de aplicação das poderosas ferramentas da genômica e da proteômica para obter uma melhor compreensão dos substratos biológicos do comportamento normal e das doenças do cérebro que se manifestam como anormalidades comportamentais. Aplicando a psicogenômica ao estudo da dependência de drogas, o objetivo final é desenvolver tratamentos mais eficazes para esses distúrbios, bem como ferramentas objetivas de diagnóstico, medidas preventivas e, eventualmente, curas.
  • Genômica de células-tronco : Ajuda na biologia de células-tronco. O objetivo é estabelecer células-tronco como um sistema modelo líder para entender a biologia humana e os estados de doença e, finalmente, acelerar o progresso em direção à tradução clínica.
  • Conecômica : O estudo do conectoma, a totalidade das conexões neurais no cérebro.
  • Microbiômica : O estudo dos genomas das comunidades de microrganismos que vivem em um nicho ambiental específico.
  • Celomics : A análise celular quantitativa e estudo usando métodos de bioimagem e bioinformática.
  • Tomomics: Uma combinação de métodos de tomografia e ômica para entender a bioquímica de tecidos ou células em alta resolução espacial, normalmente usando dados de espectrometria de massa de imagem. [14]
  • Etômica: A medição de máquina de alto rendimento do comportamento animal. [15]
  • Videomics (ou videomics): Um paradigma de análise de vídeo inspirado nos princípios da genômica, onde uma sequência de imagens contínuas (ou vídeo) pode ser interpretada como a captura de uma única imagem evoluindo ao longo do tempo através de mutações revelando 'uma cena'.
  • Multiômica : Integração de diferentes ômicas em um único estudo ou pipeline de análise.

Palavras não relacionadas em -omics

A palavra "comic" não usa o sufixo "omics"; deriva do grego "κωμ(ο)-" ( alegria ) + "-ικ(ο)-" (um sufixo adjetival), em vez de apresentar um truncamento de "σωμ(ατ)-".

Da mesma forma, a palavra "economia" é montada do grego "οικ(ο)-" ( família ) + "νομ(ο)-" ( lei ou costume ), e "econômico(s)" de "οικ(ο)-" + "νομ(ο)-" + "-ικ(ο)-". O sufixo -omics às vezes é usado para criar nomes para escolas de economia , como Reaganomics .

Uso atual

Muitos "omes" além do " genoma " original tornaram-se úteis e foram amplamente adotados por cientistas pesquisadores. " Proteômica " tornou-se bem estabelecida como um termo para estudar proteínas em larga escala. "Omes" pode fornecer um atalho fácil para encapsular um campo; por exemplo, um estudo interatômico é claramente reconhecível como relacionado a análises em larga escala de interações gene-gene, proteína-proteína ou proteína-ligante. Os pesquisadores estão rapidamente adotando omes e omics, como mostra a explosão do uso desses termos no PubMed desde meados da década de 1990. [16]

Veja também

Notas

  1. ^ Holtorf, Hauke; Guitton, Marie-Christine; Reski, Ralf (2002). "Planta genômica funcional". Naturwissenschaften . 89 (6): 235–249. Bibcode : 2002NW.....89..235H . doi : 10.1007/s00114-002-0321-3 . PMID  12146788 . S2CID  7768096 .
  2. ^ "scleroma, n: Oxford English Dictionary" . Recuperado em 25-04-2011 .
  3. ^ "rizoma, n: Oxford English Dictionary" . Recuperado em 25-04-2011 .
  4. ^ "-oma, comb. formulário: Oxford English Dictionary" . Recuperado em 25-04-2011 .
  5. ^ "Home: Oxford English Dictionary" . Recuperado em 25-04-2011 .
  6. ^ "bioma, n.: Oxford English Dictionary" . Recuperado em 25-04-2011 .
  7. ^ Hans Winkler (1920). Verbreitung und Ursache der Parthenogenesis im Pflanzen – und Tierreiche . Verlag Fischer, Jena. pág. 165. Ich schlage vor, für den haploiden Chromosomensatz, der im Verein mit dem zugehörigen Protoplasma die materielle Grundlage der systematischen Einheit darstellt den Ausdruck: das Genom zu verwenden ... " Em inglês: " Proponho a expressão Genom para o conjunto de cromossomos haplóides , que, juntamente com o protoplasma pertinente, especifica os fundamentos materiais da espécie ...
  8. ^ a b Coleridge, H.; e outros . O Dicionário Oxford de Inglês
  9. ^ Liddell, HG; Scott, R.; e outros . Um Léxico Grego-Inglês [1996]. ( Pesquisa no Projeto Perseus. )
  10. ^ O'Connell, Mary J.; McNally, Alan; McInerney, James O. (2017-03-28). "Por que os procariontes têm pangenomas" (PDF) . Microbiologia da Natureza . 2 (4): 17040. doi : 10,1038/nmicrobiol.2017.40 . ISSN 2058-5276 . PMID 28350002 . S2CID 19612970 .    
  11. ^ Tashiro, Satoshi; Lanctôt, Christian (2015-03-04). "O Consórcio Nucleome Internacional" . Núcleo . 6 (2): 89–92. doi : 10.1080/19491034.2015.1022703 . PMC 4615172 . PMID 25738524 .  
  12. ^ Cremer, Thomas; Cremer, Marion; Hubner, Bárbara; Strickfaden, Hilmar; Smeets, Daniel; Popken, Jens; Ster, Michael; Markaki, Yolanda; Rippe, Karsten (2015-10-07). "O nucleoma 4D: Evidência para uma paisagem nuclear dinâmica baseada em compartimentos nucleares ativos e inativos co-alinhados" . Cartas da FEBS . 589 (20PartA): 2931-2943. doi : 10.1016/j.febslet.2015.05.037 . ISSN 1873-3468 . PMID 26028501 . S2CID 10254118 .   
  13. ^ Berg, Gabriele ; Rybakova, Daria; Fischer, Doreen; Cernava, Tomislav; Vergès, Marie-Christine Champomier; Carlos, Trevor; Chen, Xiaoyulong; Cocolin, Lucas; Eversol, Kellye; Curral, Gema Herrero; Kazou, Maria; Kinkel, Linda; Lange, Lene; Lima, Nelson; Loy, Alexandre; MacKlin, James A.; Maguin, Emmanuelle; Mauchline, Tim; McClure, Ryan; Mitter, Birgit; Ryan, Mateus; Sarand, Inga; Smidt, Hauke; Schelkle, Bettina; Roume, Hugo; Kiran, G. Seghal; Selvin, José; Souza, Rafael Soares Correa de; Van Overbeek, Leo; et ai. (2020). "Definição de microbioma revisitada: Velhos conceitos e novos desafios" . Microbioma . 8 (1): 103. doi : 10.1186/s40168-020-00875-0 . PMC 7329523 . PMID  32605663 . CC-BY icon.svgO material foi copiado desta fonte, que está disponível sob uma Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional .
  14. ^ Cumpson, Peter; Fletcher, Ian; Sano, Naoko; Barlow, Anders (2016). "Análise multivariada rápida de dados 3D ToF-SIMS: unidades de processador gráfico (GPUs) e subamostragem de baixa discrepância para análise de componentes principais em larga escala" . Análise de Superfícies e Interfaces . 48 (12): 1328. doi : 10.1002/sia.6042 .
  15. ^ Reiser, Michael (2009). "A era etômica?". Métodos da Natureza . 6 (6): 413–414. doi : 10.1038/nmeth0609-413 . PMID 19478800 . S2CID 5151763 .  
  16. ^ "Página OMES" . bioinfo.mbb.yale.edu .

Leitura adicional

Links externos

  • Omics.org Página inicial de termos e conceitos da Omics. Provavelmente a primeira página de omics criada.
  • Lista de ômicas , incluindo referências/origens. Mantido pelo (CHI) Cambridge Health Institute.