Projecto proteoma y su importancia

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El proteoma es la cantidad de todas las proteinas expresadas por el genoma de una especie, celula , tejido biologico u organismo. Para ser mas especifico, es el grupo de proteinas expresadas a un tiempo bajo condiciones definidas.Puede ser muy util tener en cuenta el proteoma de un organismo, el cual puede ser definido como la sumatoria de todas las proteinas contenidas en
diferentes subsistemas tales como celulas y tejidos diferentes del organismo. El termino proteoma es groseramente equivalente al concepto genoma. El termino proteoma tambien es usado para englobar todas las proteinas contenidas en un subsistema biologico, tal como el proteoma de una neurona. Ambas definiciones y uso del termino proteoma son igualmente validos, lo importante es entender en que contexto la palabra esta siendo usada.Generalmente el proteoma is mucho mayor en numero que el genoma, especialmente en eucariotas. Quiero decir que hay mucho mas proteinas que genes en un mismo organismo.La nocion que un gen expresa solo una proteina es falsa y simplista.La realidad es mucho mas compleja.Esta disparidad entre el numero de genes y el de proteinas es debido a alternative splicing of
genes
, y tambien post-translational modifications como phosphorylation o glycosylation.El estudio del proteoma, normalmente ha sido practicado por la separacion de proteinas usando dos dimensiones gel electrophoresis. En la primera dimension, en la primera dimension, las proteinas son separadas for fuerzas electricas o sea la carga electrica de estos compuestos van a jugar un papel sencial en el proceso. En la segunda dimension, las proteinas son separadas por peso molecular usando SDS-PAGE. The gel is coloreado con Coomassie azul o plata para visualizar las proteinas. Los puntos o marcas en el gel son proteinas que han migrado a posiciones especificas.El entendimiento del proteoma humano va a llevar a resultados en investigaciones que permitiran a los medicos diagnosticar y tratar enfermedades de un modo mucho mas sofisticado. Las investigaciones en el area de proteinas llevaran a encontrar marcadores biologicos que señalaran signos de enfermedades, objetivos para medicinas y un mayor entendimiento de la biologia a nivel molecular. El entendimiento del proteoma humano eventualmente nos permitira lograr la meta de la medicina personalizada.

Gel electrophoresis apparatus

Agarose gel preparado para electroforesis y una foto de SDS-PAGE.

Uno de los pasos cruciales en proteomas es la obtención y manejo de la muestra proteica. Debemos considerar que existen genomas microbianos de cerca de 10 000 genes, o líneas celulares potencialmente capaces de regular la expresión de un número incluso más alto de genes. Además, el rango dinámico de la abundancia de proteínas en muestras biológicas en este último ejemplo puede ser tan alto como 106. Si consideramos que en los mejores geles de dos dimensiones de una mezcla cruda de proteínas solo se puede resolver rutinariamente 1,000 proteínas, es obvio que solamente se pueden visualizar mediante electroforesis en geles, las proteínas más abundantes. La solución ideal para reducir la complejidad y las diferencias en abundancia es utilizar estrategias de purificación de proteínas a partir del complejo proteico a analizar. Por ejemplo, existen receptores de abundancia media, que se encuentran en cerca de 1000 copias por la célula, o menos de dos picomoles, (100 ng) en un litro de cultivo celular. Estas proteínas no serían visualizadas en los extractos de celulares si no se enriquece la muestra previamente mediante purificación utilizando una columna de afinidad con anticuerpos. Este hecho debe ser tomado en cuanta por los que trabajamos con proteomas, si consideramos que este puede ser el caso de algunas moléculas reguladoras. Después de obtener la fracción de proteínas, el método de opción inmediato para este tipo de análisis es la electroforesis en geles de dos dimensiones.
Quizás el análisis tipo proteoma más detallado se ha realizado en Saccharomyces cerevisiae. La actualización más reciente de su proteoma muestra 279 productos proteicos diversos identificados de 401 proteínas resueltas mediante geles de doble dimensión. Debido a la cantidad de información publicada sobre S. cerevisiae, especialmente sobre la secuencia del genoma, existe una gran cantidad de bases de datos que tienen clasificadas todas las proteínas conocidas de levadura. Esto ha hecho posible un catálogo de estas en la base de datos del Proteoma de este organismo, incluso la clasificación es con base a su papel funcional y a la localización subcelular. Por lo anterior un análisis tipo proteoma de S. cerevisiae puede correlacionarse fácilmente con estos grupos de clasificación e identificar la función de la proteína y su papel en el metabolismo.
Utilizando la información genómica y proteómica disponible para S.cerevisiae, algunos grupos de investigación han analizado la posible correlación entre el mRNA y la presencia de la proteína. Con base a un análisis logarítmico, Futcher et al. descubrieron que la concentración de 148 proteínas correlaciona con la abundancia en RNAm. Sabemos que no en todos los casos se ha encontrado este tipo de correlación, por lo tanto estudios en otros organismos que correlacionen el RNAm y los niveles de expresión de las proteínas darán información valiosa de la organización y la expresión de sus genomas proporcionando en el futuro al conocimiento de las reglas comunes que regulan la expresión de las proteínas

Hay una gran cantidad de softwares en el mercado bases de datos en la internet para manipular, identificar, hacer correlaciones y encontrar funciones biologicas de proteinas. Tratare de identificar y presentar algunos de ellos tras algunas consideraciones. No todas las bases de datos que estan disponibles en la internet tienen el mismo nivel de rigor y calidad. Asi que mi consejo , ser prudente con ciertas bases de datos de la internet. Tratare de presentar los recursos mas fiables y consistentes en este posting.

Database de proteinas que interactuan. Recurso online
http://dip.doe-mbi.ucla.edu/

ProteomicSuite™ Sofware for Windows
http://www.reifycs.com/english/PStop_en.html

Base de datos ENTREZ (Flash requerido) Recurso online
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Database/datamodel/index.html

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