Articulo de referencia

Ómicas

Diagrama que ilustra la genómica La ómica es la caracterización y cuantificación colectiva de conjuntos completos de moléculas biológicas y la investigación de cómo se traducen ...

Diagrama que ilustra la genómica

La ómica es la caracterización y cuantificación colectiva de conjuntos completos de moléculas biológicas y la investigación de cómo se traducen en la estructura, función y dinámica de un organismo o grupo de organismos. [ 1 ] [ 2 ] Las ramas de la ciencia conocidas informalmente como ómicas son varias disciplinas en biología cuyos nombres terminan en el sufijo -ómica , como genómica , proteómica , metabolómica , metagenómica , fenómica y transcriptómica .

El sufijo relacionado -oma se utiliza para referirse a los objetos de estudio de campos como el genoma , el proteoma o el metaboloma, respectivamente. En biología molecular, el sufijo -oma alude a una totalidad ; es un ejemplo de "neosufijo" formado por abstracción de diversos términos griegos en -ωμα , una secuencia que no constituye un sufijo identificable en griego.

La genómica funcional tiene como objetivo identificar las funciones del mayor número posible de genes de un organismo determinado. Combina diferentes técnicas ómicas, como la transcriptómica y la proteómica, con colecciones de mutantes saturadas. [ 3 ]

Origen

"Omicum": Edificio del Biocentro Estonio que alberga el Centro del Genoma de Estonia y el Instituto de Biología Molecular y Celular de la Universidad de Tartu en Tartu, Estonia .

El Oxford English Dictionary ( OED ) distingue tres campos de aplicación diferentes para el sufijo -ome :

  1. en medicina, formar sustantivos con el sentido de "hinchazón, tumor"
  2. en botánica o zoología, formar sustantivos con el sentido de "una parte de un animal o planta con una estructura específica".
  3. en biología celular y molecular, formar sustantivos con el sentido de "todos los constituyentes considerados colectivamente"

El sufijo -ome se originó como una variante de -oma y se volvió productivo en el último cuarto del siglo XIX. Originalmente apareció en términos como escleroma [ 4 ] o rizoma . [ 5 ] Todos estos términos derivan de palabras griegas en -ωμα , [ 6 ] una secuencia que no es un solo sufijo, sino que se puede analizar como -ω-μα , donde -ω- pertenece a la raíz de la palabra (generalmente un verbo) y -μα es un sufijo griego genuino que forma sustantivos abstractos.

El OED sugiere que su tercera definición se originó como una formación regresiva de mitome , [ 7 ] Las primeras atestaciones incluyen biome (1916) [ 8 ] y genome (acuñado por primera vez como German Genom en 1920 [ 9 ] ). [ 10 ]

La asociación con cromosoma en biología molecular se debe a una etimología errónea . La palabra cromosoma deriva de las raíces griegas χρωμ(ατ)- "color" y σωμ(ατ)- "cuerpo". [ 10 ] Si bien σωμα "cuerpo" contiene genuinamente el sufijo -μα , el -ω- precedente no es un sufijo formador de raíz, sino parte de la raíz de la palabra . Dado que genoma se refiere a la composición genética completa de un organismo, se sugirió un neosufijo -oma para referirse a "integridad" o "completitud". [ 11 ]

Los bioinformáticos y biólogos moleculares figuraron entre los primeros científicos en aplicar ampliamente el sufijo "-oma". Entre los primeros defensores se encontraban bioinformáticos de Cambridge , Reino Unido, donde existían muchos laboratorios de bioinformática pioneros, como el centro MRC , el centro Sanger y el EBI ( Instituto Europeo de Bioinformática ); por ejemplo, el centro MRC llevó a cabo los primeros proyectos de genoma y proteoma. [ 12 ]

Uso actual

Muchos términos relacionados con la proteómica, más allá del " genoma " original, se han vuelto útiles y han sido ampliamente adoptados por los investigadores. La proteómica se ha consolidado como un término para el estudio de proteínas a gran escala. Los términos "ómicos" pueden proporcionar una forma abreviada y sencilla de encapsular un campo; por ejemplo, un estudio de interactómica se reconoce claramente como relacionado con análisis a gran escala de interacciones gen-gen, proteína-proteína o proteína-ligando. Los investigadores están adoptando rápidamente los términos "ómicos" y "ómica", como lo demuestra la explosión en el uso de estos términos en PubMed desde mediados de la década de 1990. [ 13 ]

Tipos de estudios ómicos

Genómica

  • Genómica : Estudio de los genomas de los organismos. [ 14 ]
    • Genómica cognitiva : Estudio de los cambios en los procesos cognitivos asociados a los perfiles genéticos.
    • Genómica comparativa : Estudio de la relación entre la estructura y la función del genoma en diferentes especies o cepas biológicas.
    • Genómica funcional : Describe las funciones e interacciones de genes y proteínas (a menudo utiliza transcriptómica).
    • Metagenómica : Estudio de los metagenomas, es decir, del material genético recuperado directamente de muestras ambientales.
    • Neurogenómica : Estudio de las influencias genéticas en el desarrollo y la función del sistema nervioso.
    • Pangenómica : Estudio de la colección completa de genes o genomas que se encuentran dentro de una especie determinada. [ 15 ]
    • Genómica personal : Rama de la genómica que se ocupa de la secuenciación y el análisis del genoma de un individuo. Una vez conocidos los genotipos, el genotipo del individuo se puede comparar con la literatura publicada para determinar la probabilidad de expresión de rasgos y el riesgo de enfermedad. Ayuda en la medicina personalizada.
    • Electromics: Rama de la genómica que se ocupa del papel de los campos eléctricos exógenos en la potenciación de los perfiles de expresión génica de células, tejidos y organoides. [ 16 ]

Epigenómica

El epigenoma es la estructura de soporte del genoma, que incluye proteínas y moléculas que se unen al ARN, estructuras alternativas del ADN y modificaciones químicas del ADN.

  • Epigenómica : Las tecnologías modernas incluyen la conformación cromosómica mediante Hi-C , diversos métodos de secuenciación ChIP-seq y otros métodos de secuenciación combinados con fraccionamientos proteómicos, y métodos de secuenciación que detectan modificaciones químicas de las citosinas, como la secuenciación con bisulfito.
  • Nucleómica: Estudio del conjunto completo de componentes genómicos que forman "el núcleo celular como un sistema biológico complejo y dinámico, denominado nucleoma". [ 17 ] [ 18 ] El Consorcio del Nucleoma 4D se unió oficialmente al IHEC ( Consorcio Internacional del Epigenoma Humano ) en 2017.

Microbiómica

El microbioma es una comunidad microbiana que ocupa un hábitat bien definido con propiedades fisicoquímicas distintivas. Incluye los microorganismos involucrados y su escenario de actividad, formando nichos ecológicos. Los microbiomas forman microecosistemas dinámicos e interactivos propensos a cambios espaciotemporales. Se integran en macroecosistemas, como los huéspedes eucariotas, y son cruciales para el correcto funcionamiento y la salud del huésped. [ 19 ] Los sistemas interactivos huésped-microbio conforman el holobionte . [ 20 ]

La microbiómica es el estudio de la dinámica, la función y la estructura del microbioma. [ 21 ] Esta área de estudio emplea varias técnicas para estudiar el microbioma en su entorno huésped: [ 20 ]

  • Los métodos de muestreo se centraron en recolectar muestras representativas del entorno local, ya sea a partir de hisopos orales o heces. [ 20 ]
  • La culturomics (microbiología) es el cultivo celular de bacterias de alto rendimiento que tiene como objetivo identificar exhaustivamente cepas o especies en muestras obtenidas de tejidos como el intestino humano o del medio ambiente . [ 22 ] [ 23 ]
  • Dispositivos microfluídicos de intestino en un chip , que simulan las condiciones del intestino y permiten el análisis de cambios en el microbioma que pueden monitorearse con mayor precisión que in situ [ 20 ] .
  • Técnicas de extracción mecánica de ADN y métodos de amplificación genética, como la PCR , para analizar el perfil genómico de todo el microbioma. [ 20 ]
  • La identificación genética mediante microarrays y técnicas de hibridación permite analizar los cambios en las poblaciones de microbiota. [ 20 ]
  • Los estudios multiómicos permiten el análisis funcional de la microbiota. [ 20 ]
  • Los modelos animales pueden utilizarse para obtener muestras más precisas del microbioma in situ . Se utilizan animales libres de gérmenes para implantar un microbioma específico de otro organismo y así obtener un modelo gnotobiótico. Estos modelos pueden estudiarse para observar cómo cambia bajo diferentes condiciones ambientales. [ 20 ]

Lipidómica

El lipidoma es el conjunto completo de lípidos celulares , incluidas las modificaciones realizadas a un conjunto particular de lípidos, producidos por un organismo o sistema.

  • Lipidómica : Estudio a gran escala de las vías y redes de lípidos. Se utilizan técnicas de espectrometría de masas.

Proteómica

El proteoma es el conjunto completo de proteínas , incluidas las modificaciones realizadas a un conjunto particular de proteínas, producidas por un organismo o sistema.

  • Proteómica : Estudio a gran escala de las proteínas, en particular de sus estructuras y funciones. Se utilizan técnicas de espectrometría de masas.
    • Quimioproteómica : Un conjunto de técnicas utilizadas para estudiar las interacciones entre proteínas y moléculas pequeñas.
    • Inmunoproteómica : Estudio de grandes conjuntos de proteínas (proteómica) involucradas en la respuesta inmune.
    • Nutriproteómica: Identificación de las dianas moleculares de los componentes nutritivos y no nutritivos de la dieta. Utiliza datos de espectrometría de masas proteómica para estudios de expresión de proteínas.
    • Proteogenómica : Un campo emergente de investigación biológica en la intersección de la proteómica y la genómica. Datos proteómicos utilizados para la anotación de genes.
    • Genómica estructural : Estudio de la estructura tridimensional de cada proteína codificada por un genoma determinado, utilizando una combinación de enfoques experimentales y de modelado.

Glicómica

La glicómica es el estudio exhaustivo del glicoma , es decir, de los azúcares y los carbohidratos.

Foodomics

La foodómica fue definida por Alejandro Cifuentes en 2009 como "una disciplina que estudia los dominios de la alimentación y la nutrición a través de la aplicación e integración de tecnologías ómicas avanzadas para mejorar el bienestar, la salud y el conocimiento del consumidor". [ 24 ] [ 25 ]

Transcriptómica

El transcriptoma es el conjunto de todas las moléculas de ARN , incluidos el ARNm, el ARNr, el ARNt y otros ARN no codificantes, producidos en una o varias células.

Metabolómica

El metaboloma es el conjunto de pequeñas moléculas que se encuentran dentro de una matriz biológica.

  • Metabolómica : Estudio científico de los procesos químicos que involucran metabolitos. Es un "estudio sistemático de las huellas químicas únicas que dejan los procesos celulares específicos", el estudio de sus perfiles de metabolitos de moléculas pequeñas.
  • Metabolómica : La medición cuantitativa de la respuesta metabólica multiparamétrica dinámica de los sistemas vivos a estímulos fisiopatológicos o modificaciones genéticas.

Nutrición, farmacología y toxicología

  • Genómica nutricional : Ciencia que estudia la relación entre el genoma humano, la nutrición y la salud.
    • La nutrigenética estudia el efecto de las variaciones genéticas en la interacción entre la dieta y la salud, con implicaciones para los subgrupos susceptibles.
    • Nutrigenómica : Estudio de los efectos de los alimentos y sus componentes sobre la expresión génica. Estudia el efecto de los nutrientes sobre el genoma, el proteoma y el metaboloma.
  • La farmacogenómica investiga el efecto de la suma de las variaciones dentro del genoma humano sobre los fármacos;
  • La farmacomicrobiómica investiga el efecto de las variaciones dentro del microbioma humano sobre los fármacos y viceversa.
  • Toxicogenómica : campo de la ciencia que se ocupa de la recopilación, interpretación y almacenamiento de información sobre la actividad de genes y proteínas dentro de una célula o tejido específico de un organismo en respuesta a sustancias tóxicas.

Cultura

Inspirados por cuestiones fundamentales de la biología evolutiva, un equipo de Harvard liderado por Jean-Baptiste Michel y Erez Lieberman Aiden creó el neologismo estadounidense culturomics para la aplicación de la recopilación y el análisis de macrodatos a los estudios culturales . [ 26 ]

Misceláneas

Un científico de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica utiliza la microbiómica para estudiar los ecosistemas marinos.
  • Mitointeractoma
  • Psicogenómica : Proceso de aplicación de las potentes herramientas de la genómica y la proteómica para comprender mejor los sustratos biológicos del comportamiento normal y de las enfermedades cerebrales que se manifiestan como anomalías conductuales. Al aplicar la psicogenómica al estudio de la drogadicción, el objetivo final es desarrollar tratamientos más eficaces para estos trastornos, así como herramientas de diagnóstico objetivas, medidas preventivas y, en última instancia, curas.
  • Genómica de células madre : Ayuda en la biología de las células madre. El objetivo es establecer las células madre como un sistema modelo líder para comprender la biología humana y los estados patológicos, y, en última instancia, acelerar el progreso hacia la traslación clínica.
  • Conectómica : El estudio del conectoma, la totalidad de las conexiones neuronales en el cerebro.
  • Cellomics : Análisis y estudio cuantitativo de células mediante métodos de bioimagen y bioinformática.
  • Tomómica: Combinación de métodos de tomografía y ómicas para comprender la bioquímica de tejidos o células con alta resolución espacial, generalmente utilizando datos de espectrometría de masas por imágenes. [ 27 ]
  • Metagenómica viral : Utilización de métodos ómicos en el suelo, el agua del océano y los seres humanos para estudiar el viroma y el viroma humano .
  • Etómica: Medición de alto rendimiento del comportamiento animal mediante máquinas. [ 28 ]
  • Videomics (o videoómica): Un paradigma de análisis de vídeo inspirado en los principios de la genómica, donde una secuencia continua de imágenes (o vídeo) puede interpretarse como la captura de una sola imagen que evoluciona a través del tiempo mediante mutaciones que revelan "una escena".
  • Multiómica : Integración de diferentes ómicas en un único estudio o proceso de análisis. [ 29 ]

Palabras no relacionadas en -ómica

La palabra "cómic" no utiliza el sufijo "ómico"; deriva del griego "κωμ(ο)-" ( alegría ) + "-ικ(ο)-" (un sufijo adjetival), en lugar de presentar una truncación de "σωμ(ατ)-".

De manera similar, la palabra "economía" se compone del griego "οικ(ο)-" ( hogar ) + "νομ(ο)-" ( ley o costumbre ), y "económico(s)" de "οικ(ο)-" + "νομ(ο)-" + "-ικ(ο)-". El sufijo -ómica se usa a veces para crear nombres de escuelas de economía , como Reaganomics .

Véase también

Notas

  1. Yamada R, Okada D, Wang J, Basak T, Koyama S (2021). "Interpretación de análisis de datos ómicos" . Journal of Human Genetics . 66 (1): 93– 102. doi : 10.1038/s10038-020-0763-5 . PMC 7728595. PMID 32385339 .  
  2. Subedi, Prabal; Moertl, Simone; Azimzadeh, Omid (2022). "Ómicas en la biología de la radiación: Sorprendidos pero no decepcionados" . Radiation . 2 : 124–129 . doi : 10.3390/radiation2010009 .
  3. Holtorf, Hauke; Guitton, Marie-Christine; Reski, Ralf (2002). "Genómica funcional de plantas". Naturwissenschaften . 89 (6): 235– 249. Bibcode : 2002NW.....89..235H . doi : 10.1007/s00114-002-0321-3 . PMID 12146788 . S2CID 7768096 .  
  4. "escleroma, n: Oxford English Dictionary" . Consultado el 25 de abril de 2011 .
  5. "rizoma, n: Oxford English Dictionary" . Consultado el 25 de abril de 2011 .
  6. "-oma, comb. form: Oxford English Dictionary" . Consultado el 25 de abril de 2011 .
  7. "Inicio: Oxford English Dictionary" . Consultado el 25 de abril de 2011 .
  8. "bioma, n.: Oxford English Dictionary" . Consultado el 25 de abril de 2011 .
  9. Hans Winkler (1920). Verbreitung und Ursache der Parthenogenesis im Pflanzen – und Tierreiche . Editorial Fischer, Jena. pag. 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... " En inglés: "Propongo la expresión Genom para el conjunto de cromosomas haploides , que, junto con los pertinentes protoplasma, especifica los fundamentos materiales de la especie... 
  10. 1 2 Coleridge, H.; et alii . El Diccionario Oxford de la Lengua Inglesa
  11. Liddell, HG; Scott, R.; et alii . Léxico griego-inglés [1996]. ( Búsqueda en el Proyecto Perseus )
  12. Grieve, IC; Dickens, NJ; Pravenec, M; Kren, V; Hubner, N; Cook, SA; Aitman, TJ; Petretto, E; Mangion, J (2008). "Análisis de coexpresión a nivel genómico en múltiples tejidos" . PLOS ONE . 3 (12) e4033. Bibcode : 2008PLoSO...3.4033G . doi : 10.1371/journal.pone.0004033 . ISSN 1932-6203 . PMC 2603584. PMID 19112506 .   
  13. "Mesa OMES" . Laboratorio Gerstein . Yale. 2002. Archivado del original el 15 de abril de 2023.
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  19. Berg, Gabriele ; Rybakova, Daria; Fischer, Doreen; Cernava, Tomislav; Vergès, Marie-Christine Champomier; Carlos, Trevor; Chen, Xiaoyulong; Cocolín, Luca; Eversole, Kellye; Corral, Gema Herrero; Kazou, María; Kinkel, Linda; Lange, Lene; Lima, Nelson; Loy, Alejandro; MacKlin, James A.; Maguin, Emmanuelle; Mauchline, Tim; McClure, Ryan; Mitter, Birgit; Ryan, Mateo; Sarand, Inga; Smidt, Hauke; Schelkle, Bettina; Roma, Hugo; Kiran, G. Seghal; Selvin, José; Souza, Rafael Soares Correa de; Van Overbeek, Leo; et al. (2020). "Revisión de la definición de microbioma: viejos conceptos y nuevos desafíos" . Microbioma . 8 (1): 103. doi : 10.1186/s40168-020-00875-0 . PMC 7329523 . PMID 32605663 .   El material se copió de esta fuente, que está disponible bajo una licencia Creative Commons Attribution 4.0 International .
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  27. Cumpson, Peter; Fletcher, Ian; Sano, Naoko; Barlow, Anders (2016). "Análisis multivariante rápido de datos 3D ToF-SIMS: unidades de procesamiento gráfico (GPU) y submuestreo de baja discrepancia para análisis de componentes principales a gran escala" . Surface and Interface Analysis . 48 (12): 1328. doi : 10.1002/sia.6042 .
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Lecturas adicionales

  • Lederberg, Joshua ; McCray, Alexa T. (2 de abril de 2001). "Comentario: 'Ome Sweet 'Omics: un tesoro genealógico de palabras" . The Scientist . 15 (7): 8. Recuperado el 1 de junio de 2014 .
  • Hotz, Robert Lee (13 de agosto de 2012). "He aquí un cuento ómico: científicos descubren un sufijo que se está extendiendo" . The Wall Street Journal .
  • Omics.org Archivado el 2 de enero de 2014 en Wayback Machine . Página principal de términos y conceptos de ómicas. Probablemente la primera página web sobre ómicas creada.
  • Lista de datos ómicos archivados el 9 de julio de 2015 en Wayback Machine , incluyendo referencias y orígenes. Mantenido por el Instituto de Salud de Cambridge (CHI).