Задачи транскриптомики - BioinforMatix.ru - портал по биоинформатике, имейджингу и биософту

Задачи транскриптомики

Печать E-mail
Автор Неизвестен   
28.10.2008 г.
Транскриптом – совокупность транскриптов генов.
 
Совокупность транскриптов всех генов, экспрессирующихся в какой-либо клетке на какой-либо стадии ее развития, называется транскриптом клетки. Соответственно, существуют также транскриптомы ткани, органа и организма. Поскольку транскрипты являются продуктами транскрипции генов, их совокупность представляет собой первый уровень фенотипа, т.е. первый уровень развертывания и реализации генетической информации, заключенной в геноме. Структура транскриптома сложно организована и постоянно изменяется, поскольку зависит от стадий клеточного цикла, от типа клеток и тканей, от стадий развития организма, от состояния (норма-болезнь) тканей и органов, от наличия внешних сигналов как для самой транскрипции генов, так и для различных пост-транскрипционных процессов – сплайсинга, редактирования, взаимодействия с микроРНК (miRNA) или короткими интерферирующими РНК (siRNA). Иными словами, транскриптому изначально присуща пространственная дифференциальность и высокая динамичность в распределении транскриптов разных генов и изоформ транскриптов отдельного гена

Задачи транскриптомики.

Исследование структуры и динамики транскриптома, лежащих в основе формирования второго уровня фенотипа – протеома клеток, тканей и т.  д ., является задачей транскриптомики. Некоторые задачи транскриптомики в то же время являются также и задачами функциональной геномики - в той мере, в какой информация, необходимая для формирования структуры транскриптома, закодирована в геноме и может быть выявлена при его изучении.

Задачи функциональной геномики, перекрывающиеся с задачами транскриптомики, заключаются в выявлении и исследовании условий для формирования характерной для клеток определенных типов структуры транскриптома, предопределенной генетическими программами развития, т.е. зашифрованными в геноме сигналами.

Эти условия реализуются через взаимодействие клеточной биохимической машины с наследуемыми вместе с геномом регуляторными сигналами:

(1) транскрипции (промоторы, сайленсеры, энхансеры, граничные элементы/инсуляторы, сигналы завершения синтеза РНК-полимеразой и т. д .)

(2) сплайсинга (сайты сплайсинга, регуляторы альтернативного сплайсинга, транс-сплайсинга)

(3) пост-транскрипционных процессов (сайты взаимодействия с miRNA или siRNA, редактирования, цитоплазматической локализации и т. д .).

Собственные задачи транскриптомики состоят в выявлении и изучении не зависящих от геномных сигналов факторов, влияющих на формирование структуры и динамики транскриптома, и, в конечном счете, протеома. Применение методов биоинформатики на уровне анализа транскриптома, а именно при исследовании структуры транскриптов и их дифференциального временнóго и пространственного распределения в клетках и организмах, позволяет:

• реконструировать коды, заключенные в геноме (кооперация с геномикой);

• выявлять информацию в виде сигналов и кодов, необходимую для формирования протеома (кооперация с протеомикой).

Существует несколько распространенных методов для широкомасштабного исследования транскриптома - «серийный анализ экспрессии генов» - Serial analysis of gene expression (SAGE), «прочитанные фрагменты экспрессированных последовательностей» - Expressed Sequence Tags (ESTs), «Массовое одновременное секвенирование характерных фрагментов» Massively Parallel Signature Sequencing (MPSS).

Однако на настоящее время только метод ДНК-биочипов или ДНК микроматриц (DNA microarray, DNA biochip, oligonucleotide microarray, cDNA microarray) является средством общегеномного и высокопродуктивного исследования транскриптома.

ДНК-биочипы – это миниатюризированные матрицы или подложки, на которых в определенном порядке распределены фрагменты ДНК, соответствующие отдельным генам или их частям. Такие организованные микроматрицы позволяют проводить эксперименты по одновременному анализу структуры и экспрессии тысяч генов с помощью параллельной гибридизации.

Высокоразвитые методы преобразования результатов этих экспериментов в цифровые данные и методы компьютерной обработки последних обеспечивают возможность анализировать и сопоставлять экспрессию таких массивов генов во множестве экспериментальных условий.

Таким образом получается статическая информация об экспрессии генов (в какой ткани или типе клеток, на какой стадии, при каком воздействии и т. д .) и динамическая информация об экспрессии генов при сопоставлении данных отдельных экспериментов.

 

Читайте также:

 
Последнее обновление ( 07.04.2009 г. )
 
« Пред.   След. »


Copyright 2012 Bioinformatix.ru