Proteomica

La proteomica consiste nell'identificazione sistematica di proteine e nella loro caratterizzazione rispetto a struttura, funzione, attività, quantità e interazioni molecolari.

La proteomica riguarda lo studio su grande scala delle proteine, in particolare delle loro strutture e funzioni. Questa branca delle scienze biologiche è inclusa nelle cosiddette scienze OMICHE che caratterizzano la Biologia dei sistemi. Tale termine è stato coniato da Wilkins ed il suo significato è PROTEins expressed by genOME.

Mentre il genoma rappresenta il set completo di geni di una cellula, il proteoma rappresenta il set completo di proteine. Differentemente dal genoma, il proteoma risulta contesto indipendente. In tempi diversi della vita cellulare il corredo di geni di una cellula risulterà invariato, statico, mentre il corredo di proteine risulterà estremamente diverso e presenterà una vasta dinamicità. Un organismo ha espressioni proteiche radicalmente diverse a seconda delle varie parti del suo corpo, nelle varie fasi del suo ciclo di vita e nelle varie condizioni ambientali.

A differenza della genomica, che studia il corredo genico di un organismo, la proteomica si occupa dell'intero corredo proteico contenuto in una cellula in un dato momento.

Si è poi già a conoscenza dei fatto che l'uomo possiede all'incirca 20.000 geni, ma il contenuto proteico supera il milione. Questo dislivello che si ha tra il numero di geni e nel numero di proteine prodotte in un organismo è dovuto a differenti fattori, quali:

ricombinazione a livello genetico;
presenza di promotori genici alternativi;
presenza di siti di terminazione alternativi;
splicing alternativo;
PTMs o modificazioni post-traduzionali a carico delle proteine.

Le proteine, quindi, rappresentano un aumento del livello di complessità biologica. Il proteoma è l'insieme di tutti i possibili prodotti proteici espressi in una cellula, incluse tutte le isoforme e le modificazioni post-traduzionali. Il proteoma è dinamico nel tempo, varia in risposta a fattori esterni e differisce sostanzialmente tra i diversi tipi cellulari di uno stesso organismo.

Esistono sostanzialmente due tipi di proteomica: La BOTTOM-UP PROTEOMICS, che si serve della Cromatografia Multidimensionale ed utilizza un approccio peptidico in cui non si identificano le specie proteiche ma i precursori proteici, e la TOP-DOWN PROTEOMICS, che invece si serve dell'Elettroforesi bidimensionale e permette di identificare le specie proteiche. In quest'ultimo caso non utilizziamo i peptidi ma le proteine. Possiamo definire questi due approcci come diametralmente opposti, nella bottom-up dei tanti dati ottenuti si vanno ad osservare solo quelli più interessanti mentre nell'approccio top-down si vanno ad osservare pochi dati per poi allargare l'analisi.