22 Clase OMICAS BMC 2014

Genómica, Transcriptómica
y Proteómica
Vanessa Adaui
Biología Molecular de la Célula

14 Nov, 2014

Tecnologías ómicas y los diferentes
niveles de información celular

Características de las ‘ómicas’
experimentales
• De gran escala (“high-throughput”), holísticas
• Intentan entender el metabolismo celular
como un sistema integrado
• Generan grandes cantidades de datos y su
análisis requiere deavances en metodologías
estadísticas y computacionales

Aproximación integrada multi-ómicas
• Una sóla “ómica” puede no ser suficiente para
caracterizar la complejidad de sistemas
biológicos
– Por ej. El nivel de expresión de un gen no indica la
cantidad de proteína producida, ni su ubicación,
actividad biológica o relación funcional con el
metaboloma
– En células ocurren muchos niveles deregulación:
post-transcripcional, traduccional y posttraduccional

Genómica
• Estudio del genoma y su acción
• Estudio de cómo los genes y la información genética
están organizados dentro del genoma y como esta
organización determina su función

¿Qué es un genoma?
• Una colección de
– genes
• que codifican productos proteicos
• que codifican RNAs

– pseudogenes
– regiones no codificantes
•regulatorias (expresión)
• estructurales

Genómica: Objetivos
• Compilar secuencias genómicas de organismos
• Establecer la localización de todos los genes de un genoma

• Anotar el conjunto de genes de un genoma
• Establecer la función de todos los genes de un genoma

• Patrones globales de expresión génica de células bajo ≠ condiciones
• Identificar proteínas que pueden producirse de un genoma

• Comparargenes y proteínas entre organismos para establecer
relaciones evolutivas

Genómica
Genómica
Estructural

Genómica
Funcional

Se ocupa de la organización y de la
secuencia de la información
genética contenida en un genoma

Genómica
Comparativa
Útil para estudiar las relaciones
funcionales y evolutivas entre los
genes, las familias génicas y los
organismos

Estudia la función
biológica de losgenes, su
regulación y sus
productos

Tecnología del ADN recombinante:
• base fundamental del análisis genómico
• moléculas de ADN producidas por la unión de
segmentos que provienen de diferentes fuentes
biológicas
• permite aislar grandes cantidades de genes
específicos o de otras secuencias de ADN a partir
de genomas grandes y complejos

Clonación de ADN en un
vector plasmídico
permite laamplificación
de un segmento de ADN

Tipo de vectores de clonación utilizados en E. coli

Las librerías son colecciones de secuencias clonadas
1. Librería genómica:

 contiene al menos 1 copia de todas las secuencias del
genoma de un organismo
 seleccionar el vector de modo que la librería contenga
todo el genoma en el menor número de clones posible

2. Librería de cDNA:

 representa los genestranscripcionalmente activos en
una célula en un momento dado

 se prepara aislando el mRNA de una población de
células y sintetizando el cDNA

Rastreo de una
librería
genómica para
identificar un
clon con el
fragmento de
ADN deseado

Ejemplos de organismos cuyos genomas han
sido secuenciados

http://www.genomenewsnetwork.org/resources/sequenced_genomes/genome_guide_p1.shtmlhttp://www.genedb.org/Homepage

http://eupathdb.org/eupathdb/

Criterios para la secuenciación de genomas
• Amplio conocimiento biológico previo (organismos modelo): E.
coli, S. cerevisiae, C. elegans, Drosophila, Arabidopsis.
• Mejora el conocimiento de la especie humana: ratón,
chimpancé y otros primates
• Patógeno humano: malaria, fiebre amarilla, dengue
• Interés agropecuario: vaca, pollo, cerdo, oveja, salmón,pavo,
caballo, arroz
• Interés filogenético: arqueobacterias, primates

Generalidades del análisis genómico
1. Asegurar que la secuencia está completa y es precisa.
2. Identificar los genes que codifican proteínas encontrando las pautas
de lectura abierta (ORF, “open reading frame”).
3. Encontrar sitios promotores, de inicio de la transcripción y de inicio
de la traducción para confirmar la...