जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के बीच महत्वपूर्ण अंतर: अवधारणा, अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

विषय-सूची

जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के बीच अंतर

जीनोमिक्स के क्षेत्र में, हम किसी जीव या कोशिका के अंदर मौजूद जीनों के समूह के बारे में अध्ययन करते हैं, जबकि प्रोटिओमिक्स किसी जीव या कोशिका के संपूर्ण प्रोटीन सेट का विस्तृत अध्ययन है। हालाँकि जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स "ओमिक्स" विज्ञान के निकट से संबंधित क्षेत्र हैं।

लक्षणजीनोमिक्सप्रोटिओमिक्स
परिभाषाजीन के पूरे सेट का अध्ययन (जीनोम)प्रोटीन के पूरे सेट का अध्ययन (प्रोटिओम)
का अवलोकनजीन समारोहप्रोटीन समारोह
उच्च थ्रूपुट तकनीकजीन का अनुक्रमण, मानचित्रण और विश्लेषण करने के लिए उपयोग किया जाता है3 डी संरचनात्मक और कार्यात्मक लक्षण वर्णन के लिए प्रयुक्त
अक्सर इस्तेमाल की जाने वाली तकनीकेंजीन अनुक्रमण (शॉटगन, संपूर्ण जीनोम, अगली पीढ़ी अनुक्रमण आदि), एकल न्यूक्लियोटाइड बहुरूपता (एसएनपी) पहचान, व्यक्त अनुक्रम टैगिंग (ईएसटी), सॉफ्टवेयर और डेटाबेस। शुद्धिकरण (आयन एक्सचेंज, आत्मीयता, आकार बहिष्करण क्रोमैटोग्राफी आदि), पहचान (मास स्पेक्ट्रोमेट्री, सर्कुलर डाइक्रोइज्म स्पेक्ट्रोस्कोपी) और प्रोटीन का पृथक्करण (इलेक्ट्रोफोरेसिस), एंजाइमी पाचन (ट्रिप्सिन, काइमोट्रिप्सिन आदि), अमीनो एसिड अनुक्रमण, प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन, मॉडलिंग और संरचनात्मक निर्धारण सॉफ्टवेयर, माइक्रोएरे, डेटाबेस।
जांच के तहत सामग्रीनिरंतर जीन सेट के साथ जीनोमप्रोटीन प्रकृति में गतिशील होते हैं। जीन अभिव्यक्ति में परिवर्तन के साथ प्रोटीन परिवर्तन
महत्वपूर्ण परियोजनाएँमानव जीनोम परियोजनाSWISS-2DPAGE, SWISS-MODEL, UniProt, Brenda, आदि।
महत्व और महत्वजीन संरचना, स्थान, कार्य और इसके विनियमन की पहचान।  प्रोटीन संरचना और कार्य का निर्धारण। एक कोशिका के प्रोटीन के पूरे सेट के बारे में जानकारी प्रदान करता है।
तालिका: जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के बीच महत्वपूर्ण अंतर

जीनोमिक्स का परिचय

जीनोमिक्स जीव विज्ञान का क्षेत्र है जो किसी जीव के संपूर्ण जीनोम की खोज और नोट लेने से संबंधित है। जीनोम को किसी जीव की कोशिका में मौजूद जीनों के कुल समूह के रूप में माना जाता है। जीनोमिक्स, इसलिए, जीवित प्राणियों के आनुवंशिक मेकअप का अध्ययन और जांच है।

जीनोमिक के अनुक्रम का निर्धारण डीएनए सिर्फ जीनोमिक्स की शुरुआत थी। बाद में, इस जीन अनुक्रम का उपयोग डीएनए (कार्यात्मक जीनोमिक्स का एक हिस्सा) में मौजूद विभिन्न जीनों के कार्य की जांच करने के लिए, दो जीवों (तुलनात्मक जीनोमिक्स का एक हिस्सा) के जीन की तुलना करने के लिए या 3-डी संरचना का उत्पादन करने के लिए किया गया था। प्रत्येक प्रोटीन परिवार के प्रोटीन, बाद में उनकी 3डी संरचना (संरचनात्मक जीनोमिक्स का एक हिस्सा) का विचार प्रस्तुत करते हैं।

फसल आधारित कृषि प्रक्रियाओं के लिए, जीनोमिक्स के अनुप्रयोग आधारित परिचय के पीछे मूल उद्देश्य पौधों के संपूर्ण जीनोम को समझना है। पर्यावरण की रक्षा के साथ-साथ अधिक पौष्टिक और सुरक्षित भोजन देने के लिए कृषि संबंधी महत्वपूर्ण जीनों को प्रतिष्ठित और केंद्रित किया जा सकता है।

जीनोमिक्स 'ओमिक्स' से जुड़ी विज्ञान की अन्य धाराओं पर एक नज़र डालने की शुरुआत है। किसी जीव की आनुवंशिक जानकारी, उसका जीनोटाइप, जीव की आकृति विज्ञान या बाहरी स्वरूप के लिए जिम्मेदार होता है, जिसे उस जीव के "फेनोटाइप" के रूप में जाना जाता है। हालांकि, किसी जीव का फेनोटाइप पर्यावरणीय कारकों पर भी निर्भर करता है

जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के बीच महत्वपूर्ण अंतर: अवधारणा, अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
चित्र: जीनोमिक्स की सामान्य योजना। चित्र साभार: विकिपीडिया

जीनोम में डीएनए जीवन प्रक्रियाओं का केवल एक हिस्सा है जो एक जीव को जीवित रखता है - इसलिए इसकी व्याख्या करना डीएनए चक्र को समझने की दिशा में एक चरण है। किसी और की मदद के बिना, यह जीवित प्राणी के अंदर होने वाली हर चीज को इंगित नहीं करता है।

प्रोटिओमिक्स का परिचय

प्रोटिओमिक्स को आम तौर पर जैव रासायनिक रणनीतियों द्वारा प्रोटीन के बड़े पैमाने पर विश्लेषण और अध्ययन के रूप में माना जाता है। प्रोटिओमिक्स शब्द पारंपरिक रूप से किसी दिए गए जीव या कोशिका रेखा से दो आयामी पॉलीएक्रिलामाइड जैल (2D-PAGE) पर भारी मात्रा में प्रोटीन दिखाने से संबंधित है।

 इस संदर्भ में अब तक प्रोटिओमिक्स 1970 के दशक के अंतिम भाग तक का पता लगाता है जब शोधकर्ताओं ने दो-आयामी जेल वैद्युतकणसंचलन की हाल ही में बनाई गई रणनीति का उपयोग करके प्रोटीन की जानकारी या डेटाबेस को इकट्ठा करना शुरू किया। यह व्यापक सूची में आया

एक जीव में व्यक्त प्रत्येक प्रोटीन के डेटा सेट बनाने के लिए द्वि-आयामी जैल से धब्बे। हालांकि, ऐसे मामले में, जब ऐसे जैल को प्रयोगशालाओं के बीच पुनरुत्पादित रूप से चलाया जा सकता था, एक आवश्यकता के परिणामस्वरूप प्रोटीन की पहचान करना मुश्किल था।

प्रोटीन की पहचान, पता लगाने और लक्षण वर्णन के लिए तेजी से विश्लेषणात्मक और संवेदनशील रणनीतियों की, (उदाहरण के लिए, डीएनए परीक्षा के लिए स्वचालित डीएनए अनुक्रमण और पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन)।

1990 के दशक के दौरान, जैविक नमूनों के लिए मास स्पेक्ट्रोमेट्री एक अद्भुत विश्लेषणात्मक रणनीति के रूप में सामने आई जिसने प्रोटीन जांच और विश्लेषण के प्रतिबंधों, सीमाओं और कमियों के एक बड़े हिस्से को समाप्त कर दिया। सार्वजनिक रूप से उपलब्ध डेटाबेस में संपूर्ण मानव कोडिंग अनुक्रम की पहुंच के साथ संयुक्त घटनाओं का यह मोड़, एक और युग की शुरुआत को दर्शाता है।

आजकल, प्रोटिओमिक्स शब्द कार्यात्मक जीन विश्लेषण या 'कार्यात्मक जीनोमिक्स' के एक महत्वपूर्ण हिस्से को शामिल करता है, जिसमें खमीर दो संकर प्रणाली के माध्यम से बातचीत अध्ययन, स्थानीयकरण और बड़े पैमाने पर प्रोटीन की पहचान शामिल है। किसी भी मामले में प्रोटीन संरचना की अधिक व्यापक बड़े पैमाने पर जांच को आम तौर पर बाहर रखा जाता है और इसके बजाय 'अंतर्निहित जीनोमिक्स' सौंपा जाता है।

 इसके अलावा, ऐसी प्रक्रियाएं जो सिर्फ जीन या एमआरएनए को लक्षित करती हैं, जैसे कि एंटीसेंस प्रयोग या बड़े पैमाने पर उत्परिवर्तन, को प्रोटिओमिक्स के एक भाग के रूप में नहीं देखा जाना चाहिए।

प्रोटिओमिक्स क्यों आवश्यक है?

आधुनिक समय के शोध में प्रोटिओमिक्स के महत्व को सही ठहराने के कई कारण हैं, हम चर्चा करने जा रहे हैं कि वर्तमान आणविक जीव विज्ञान के लिए प्रोटिओमिक्स क्यों आवश्यक है।

प्रोटिओमिक्स बड़ी मात्रा में डेटा सेट का उपयोग करके प्रोटीन के जैविक कार्य के बारे में विचार देता है। प्रोटिओमिक्स या तो प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रमों द्वारा या जीन अनुक्रमों के डेटाबेस का विश्लेषण करके डेटा सेट प्राप्त करते हैं जिसे बाद में सॉफ़्टवेयर टूल का उपयोग करके अमीनो एसिड अनुक्रम में परिवर्तित किया जाता है।

हम उन्नत आणविक जीव विज्ञान में उनकी भूमिका पर विशेष जोर देने के साथ प्रोटिओमिक्स और संबंधित तकनीकों की अपार संभावनाओं का पता लगाने वाले हैं।

डेटा सेटों में बड़ी मात्रा में डीएनए अनुक्रमों को इकट्ठा करने के साथ, वैज्ञानिक यह समझ रहे हैं कि केवल पूर्ण जीनोमिक अनुक्रम होना प्रोटीन के सटीक जैविक कार्य की व्याख्या करने के लिए पर्याप्त नहीं है। एक कोशिका आमतौर पर अपने धीरज या अस्तित्व के लिए बड़ी संख्या में नियामक और चयापचय मार्गों के अधीन होती है। जीन और कोशिका के प्रोटिओम के बीच कोई सीधा संबंध नहीं है।

प्रोटिओमिक्स जीनोमिक्स का पूरक और संगत है क्योंकि यह जीन के उत्पाद के बारे में चिंतित है। इस प्रकार, प्रोटिओमिक्स सीधे दवा के विकास में जुड़ जाता है क्योंकि व्यावहारिक रूप से सभी दवाओं को प्रोटीन के खिलाफ संश्लेषित किया जाता है।

जीनोमिक डेटा सेट में एक ओपन रीडिंग फ्रेम (ओआरएफ) की उपस्थिति वास्तव में एक कार्यात्मक और सक्रिय जीन की उपस्थिति का अनुमान नहीं लगाती है। जैव सूचना विज्ञान में प्रगति के बावजूद, जीनोमिक डेटाबेस से सटीक रूप से जीन का अनुमान लगाना अभी भी कठिन है। यद्यपि संबंधित जीवों के अनुक्रम से तुलनात्मक जीनोमिक्स के माध्यम से जीन की सटीक भविष्यवाणी के मुद्दे की सुविधा होगी, अनुक्रम की सही भविष्यवाणी के लिए सफलता की दर अभी भी कम है।

यह विशेष रूप से छोटे जीनों (जो पूरी तरह से छूट सकता है) या अन्य जीनों के लिए लगभग कोई समरूपता नहीं होने के कारण सही है जो पहले से ही ज्ञात हैं। एक नवीनतम जांच से पता चला है कि माइकोप्लाज्मा जेनिटलियम के जीनोम से प्राप्त 8 जीनों के एनोटेशन में गलती दर कम से कम 340% थी।

इस घटना में कि इस तरह की त्रुटि दर मनुष्यों के जीनोम के लिए एक्सट्रपलेशन की जाती है, परिणाम की भविष्यवाणी आसानी से की जा सकती है। इसलिए, प्रोटिओमिक तकनीकों द्वारा जीन के उत्पाद की पुष्टि जीनोम एनोटेटिंग में एक महत्वपूर्ण प्रारंभिक कदम है।

जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स
चित्र: "ओमिक्स" विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों का एकीकरण। छवि क्रेडिट: विकिपीडिया

प्रोटिओमिक्स से संबंधित प्रमुख जानकारी

प्रोटिओमिक्स प्रोटीन स्तर पर एक जीन के कामकाज का अध्ययन करने के लिए व्यापक दायरे के अध्ययन के लिए उपकरणों की एक अविश्वसनीय व्यवस्था देता है। विशेष रूप से, जेल-पृथक प्रोटीन की मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक जांच प्रोटीन फ़ंक्शन से निपटने के लिए जैव रासायनिक तरीकों में पुनर्जागरण को प्रेरित कर रही है। प्रोटीन

विशेषता और पहचान संवेदनशीलता, थ्रूपुट और पूर्णता को बढ़ाने के लिए काम करती रहेगी। पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधनों को अभी उच्च थ्रूपुट पर नहीं सीखा जा सकता है, फिर भी कुछ उप प्रकार जैसे फॉस्फोराइलेशन गैर-विशिष्ट दृष्टिकोणों के अनुकूल हैं। भविष्य में, प्रोटिओमिक्स प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन डेटा के अवलोकन से दूर हो जाएगा जो पूरे जैविक विज्ञान को प्रभावित करने वाला है और दो आयामी जेल वैद्युतकणसंचलन आधारित प्रोटीन अभिव्यक्ति निगरानी से परे है।

मास स्पेक्ट्रोमेट्री-आधारित तकनीकें जो केवल एक आयामी वैद्युतकणसंचलन के बाद क्रोमैटोग्राफी (एफिनिटी शुद्धि) का उपयोग करती हैं, को महत्व प्राप्त होने की उम्मीद है। जल्द ही, प्रोटिओमिक्स प्रचुर मात्रा में प्रोटीन-प्रोटीन सहयोग डेटा सेट देगा, जो संभवतः जैविक विज्ञान पर इसका सबसे महत्वपूर्ण और त्वरित प्रभाव होगा। चूंकि प्रोटीन जीन की तुलना में काम करने के लिए एक कदम करीब है, इसलिए ये परीक्षाएं सीधे परिकल्पना और जैविक खोज की ओर ले जाएंगी।

जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के बीच महत्वपूर्ण अंतर: अवधारणा, अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
चित्र: मास स्पेक्ट्रोमेट्री का कार्य सिद्धांत; प्रोटिओमिक्स में प्रयुक्त एक प्रमुख तकनीक। छवि क्रेडिट: विकिमीडिया

पूर्ण लंबाई वाले क्लोन के रूप में मानव उत्पत्ति के कई जीनों की तैयार पहुंच अपने आप में जीनोम परियोजनाओं का एक महत्वपूर्ण संवर्द्धन है जो व्यवहार्य प्रोटिओमिक प्रक्रियाओं को बनाएगी। शुद्ध प्रोटीन का उपयोग करने वाले प्रोटीन कार्य को तय करने के लिए जैव रासायनिक परख को मशीनीकृत (स्वचालित) किया जाएगा और हजारों प्रोटीनों के लिए एक साथ स्केल डाउन फ्रेमवर्क डिजाइन (लघु प्रारूप) में संचालित किया जाएगा।

अंत में, जीनोमिक्स में प्रगति आनुवंशिक रीडआउट के उपयोग से बड़े पैमाने पर प्रोटीन के लिए जैव रासायनिक assays को सीधे आगे बढ़ाएगी, उदाहरण के लिए, दो-हाइब्रिड स्क्रीन।

जीनोम अनुक्रमण के आश्चर्यजनक तरीकों से बड़ी मात्रा में डेटा एकत्र किया गया है और इसे डेटाबेस में संग्रहीत किया गया है; जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स जानकारी के उपयोगी उपयोग के लिए मूल्यवान डेटा को अलग करने के लिए जैव सूचना विज्ञान उपकरण बनाए जा रहे हैं। 1990 में मानव जीनोम अनुक्रमण शुरू होने के समय से जीनोम अनुक्रमण परियोजनाएं प्रगति पर हैं। कई जीवित जीवों के जीनोम को मानव जीनोम के साथ अनुक्रमित किया गया था। बाद में, उनकी गुप्त क्षमता का उपयोग करने के लिए बहुत अधिक जटिल जीनोम को अतिरिक्त रूप से अनुक्रमित किया गया।

जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के बीच महत्वपूर्ण अंतर: अवधारणा, अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
चित्र: मानव जीनोम परियोजना की समयरेखा; यह जीनोमिक्स की सबसे बड़ी परियोजना में से एक थी। छवि क्रेडिट: विकिमीडिया

इस प्रख्यात प्रगति के लिए स्पष्टीकरण को पूरे दशकों में अनुक्रमण नवाचारों में सुधार के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, जो प्रति आधार अनुक्रम लागत में सौ गुना कमी के बारे में आया था। यह सोचा गया था कि 'अगली पीढ़ी के अनुक्रमण विधियों' से जीनोम अनुक्रमण के खर्च में और कमी आएगी और व्यक्तिगत जीनोम अनुक्रमण को बढ़ावा देने और स्वीकार करने में मदद मिलेगी।

महत्वपूर्ण कठिनाइयों में जीनोम अनुक्रमण जानकारी से जीन को पहचानने के लिए संवेदनशील और विश्वसनीय उपकरण और सॉफ़्टवेयर बनाना, और जैव सूचना विज्ञान के माध्यम से पहचाने गए जीनों को उनके कार्यों को आवंटित करना, जिन्हें अक्सर मैन्युअल इनपुट की आवश्यकता होती है।

प्रोटीन की जांच पारंपरिक प्रोटीन विज्ञान से प्रोटिओमिक्स में अत्यधिक परिवर्तन के दौर से गुजर रही है, जिसके तहत कई नई शाखाएं, जैसे फॉस्फोप्रोटेमिक्स, स्ट्रक्चरल प्रोटिओमिक्स, ग्लाइकोप्रोटेमिक्स, क्लिनिकल प्रोटिओमिक्स, सेल प्रोटिओमिक्स, और इसी तरह विकसित हो रही हैं। मास स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ, क्रोमैटोग्राफी और दो आयामी पॉली एक्रिलामाइड जेल वैद्युतकणसंचलन (2D-PAGE) जैसी प्रोटीन पृथक्करण विधियों ने त्वरित और लागत प्रभावी तरीके से कई प्रोटीनों की विस्तृत परीक्षा दी है।

इस तथ्य के बावजूद कि जीव विज्ञान में कई जटिल समस्याओं के समाधान प्रदान करने में जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स बहुत आशाजनक हैं, भोजन और कृषि जैसे विभिन्न क्षेत्रों में सहायक डेटाबेस में मौजूद तरीकों और डेटा को उपयोगी बनाने के लिए काफी अधिक अन्वेषण किया जाना चाहिए। चिकित्सा सेवाएं, पर्यावरण, और फोरेंसिक विज्ञान। 'ओमिक्स' के सुधार के कारण, विज्ञान की एक और शाखा जिसे सिस्टम बायोलॉजी कहा जाता है, उत्पन्न हो रही है, जो जीवित प्राणियों में जीन की जांच और उनकी बातचीत का प्रबंधन करती है।

विधियों, उदाहरण के लिए, एसएनपी टाइपिंग, माइक्रोएरे, सेज (जीन एक्सप्रेशन का सीरियल विश्लेषण) और 2डी-पेज का रोग विश्लेषण में प्रत्यक्ष अनुप्रयोग है। लागत प्रभावशीलता, स्वचालन की अनुपस्थिति और कम संवेदनशीलता इन विधियों के बार-बार उपयोग का विरोध करती है। औद्योगिक अनुप्रयोग के लिए, इन विधियों को अनुकूलित और स्वचालित करने की आवश्यकता है, संचालन लागत को कम किया जाना चाहिए, और इसके अलावा पूरी तकनीक को अनुकूलित और मानकीकृत किया जाना चाहिए।

जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के बीच महत्वपूर्ण अंतर: अवधारणा, अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
चित्रा: दो आयामी PolyAcrylamide जेल वैद्युतकणसंचलन (2D-पृष्ठ) एक प्रोटीन को अलग करने वाले जेल की छवि। छवि क्रेडिट: विकिमीडिया

फॉस्फोराइलेशन और ग्लाइकोसिलेशन जैसे प्रोटीन के पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन के क्षेत्र में प्रमुख कार्य की आवश्यकता है, क्योंकि कई मानव विकार वैध पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधनों की अनुपस्थिति के कारण शुरू होते हैं।

आने वाले वर्षों के लिए हमारी आवश्यकता उन जीनों की कार्यात्मक पहचान में रहती है जो अभी तक ज्ञात नहीं हैं और मानव जीनोम अनुक्रमण से प्रत्याशित हैं। मॉडल के रूप में लिए गए अन्य जीवन रूप जीनोम अनुक्रम के साथ मानव जीनोम अनुक्रम को देखकर तुलनात्मक जीनोमिक्स द्वारा इसे बढ़ाया जा सकता है। यह जीवों में समजातीय जीन खोजने में मदद करेगा; यदि मॉडल जीव में जीन फ़ंक्शन ज्ञात है, तो मानव जीन को एक समान कार्य दिया जा सकता है।

लगभग निश्चित रूप से जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स ने पिछले बीस वर्षों में विभिन्न क्षेत्रों के अभिनव कार्यों में जैव प्रौद्योगिकी उद्योगों के साथ-साथ शिक्षाविदों की रुचि को आकर्षित किया, इस तरह की परीक्षा इस जैविक पहलू की अधिक समझ दे सकती है और मुकाबला करने के लिए फॉर्मूलेशन विकसित करने के लिए नए लक्ष्य खोजने में मदद कर सकती है। रोग।

कार्यात्मक जीनोमिक्स

जीवित प्राणी जीन अभिव्यक्ति के पैटर्न को सावधानीपूर्वक समायोजित करके अपने शरीर के कार्यों को व्यवस्थित करते हैं। कोशिकाओं में जीन अभिव्यक्ति के पैटर्न पर विचार करने के लिए विभिन्न तकनीकें उपलब्ध हैं। जीनोम अनुक्रमण के बाद, अध्ययन जीन अभिव्यक्ति को विकसित करने के लिए बहुत अधिक ध्यान दिया गया है। कार्यात्मक जीनोमिक्स के रूप में ज्ञात जीनोमिक्स का एक अलग हिस्सा बनाया गया है।

हम एक प्रतिलेख से जीनोम के तत्वों को विस्तृत करेंगे, हालांकि कार्यात्मक जीनोमिक्स में प्रोटिओमिक्स, फेनोमिक्स और मेटाबोलामिक्स शामिल हैं।

कार्यात्मक जीनोमिक्स की प्रमुख अवधारणाएं

  • एक जीव में सभी जीन हर समय व्यक्त नहीं होते हैं; केवल कुछ जीन ही हर बार व्यक्त होते हैं जबकि अन्य जीन कभी-कभी या शरीर की आवश्यकता के अनुसार व्यक्त किए जाते हैं।
  • पहले की परीक्षाएं केवल एक जीन के लिए जीन अभिव्यक्ति अध्ययन के लिए अभिप्रेत थीं
  • जीन अभिव्यक्ति के निर्धारण के लिए उच्च थ्रूपुट रणनीतियाँ एक सेल में सभी लिखित जीन या प्रोटीन पर ध्यान केंद्रित करती हैं।
  • उत्तरी धब्बा एक कोशिका में एकल जीन के mRNA स्तर प्रदान करने की सबसे पुरानी पारंपरिक तकनीक है। यह जीन अभिव्यक्ति के बारे में सापेक्ष जानकारी भी प्रदान करता है।
  • विभेदक प्रदर्शन रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (डीडीआरटी-पीसीआर) और प्रतिनिधि प्रदर्शन विश्लेषण (आरडीए) का उपयोग एमआरएनए स्तर पर विभेदक जीन अभिव्यक्ति को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
  • SAGE गुणात्मक और साथ ही मात्रात्मक उच्च थ्रूपुट दोनों है
  • एक सेल में लिखित जीन के एमआरएनए स्तरों की जांच करने के लिए अनुक्रमण-आधारित रणनीति
  • माइक्रोएरे एक संकरण आधारित उच्च थ्रूपुट एमआरएनए या प्रतिलेख जांच तकनीक है जो एक ही समय में बड़ी संख्या में जीन की अभिव्यक्ति के पैटर्न की जांच करने के लिए उपयुक्त है।
  • SAGE और माइक्रोएरे जैसी उच्च थ्रूपुट जीन अभिव्यक्ति रणनीतियों को डेटा का विश्लेषण करने के लिए कंप्यूटर प्रोग्रामिंग की आवश्यकता होती है।
जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के बीच महत्वपूर्ण अंतर: अवधारणा, अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
चित्रा: उत्तरी धब्बा तकनीक का प्रतिनिधित्व, यह आरएनए का पता लगाने के लिए बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। छवि क्रेडिट: विकिमीडिया

कार्यात्मक जीनोमिक्स का परिचय

किसी भी जीवन रूप की कोशिका क्रिया को जानने के लिए, उसके जीनों के कार्य को समझना आवश्यक है। पारंपरिक रूप से आणविक जीव विज्ञान के क्षेत्र में, एक समय में एकल जीन के जीन कार्य की जांच की जाती थी। उस समय बहुत अधिक जीन अनुक्रम उपलब्ध नहीं थे और साथ ही जीन अभिव्यक्ति के उच्च थ्रूपुट तरीके भी उपलब्ध नहीं थे।

 वर्तमान में, कई महत्वपूर्ण जीवित प्राणियों के जीनोम का कुल क्रम सुलभ है; एक ही जांच में कई जीनों की जांच करने का समय आ गया है। जीनोम अनुक्रमण परियोजना का उद्देश्य एक ही समय में जीनोम में मौजूद सभी जीनों की कार्य क्षमता को जानना है।

किसी भी व्यक्त जीन को आवंटित की जा सकने वाली जानकारी हो सकती है:

- जब जीन व्यक्त करने वाला हो

  • - जीन प्रतिलेखों की कितनी प्रतियां मौजूद हैं (अभिव्यक्ति स्तर)

- वे कोशिकाएँ जिनमें विशिष्ट जीन का स्थानान्तरण होता है

- जीन इंटरेक्शन के परिणामस्वरूप जीन अभिव्यक्ति के अन्य उत्पाद क्या मौजूद हैं

जीन की पारंपरिक कार्यात्मक जांच में जीन का फेनोटाइपिक ज्ञान और उसके बाद उस जीन का क्रम शामिल होता है। इस विधि को फॉरवर्ड जेनेटिक्स के रूप में जाना जाता है। जीन अनुक्रम से जीन फ़ंक्शन की खोज करना रिवर्स जेनेटिक्स के रूप में जाना जाता है। किसी व्यक्ति के पूरे जीनोम को अनुक्रमित करने के बाद, कोई पूछ सकता है कि आगे क्या होगा? डेटा सेट में बड़ी संख्या में डीएनए के अनुक्रमों को जमा करने से जीन फ़ंक्शन और संबंधित जीन के अनुक्रम के बारे में कोई विचार नहीं मिलेगा।

यहां वह स्थान है जहां कार्यात्मक जीनोमिक्स आता है। यह प्रयोगात्मक और कम्प्यूटेशनल दोनों रणनीतियों का उपयोग करके जीन फ़ंक्शन को उनके अनुक्रम से पहचानने में सहायता करता है। जब तक जीन फ़ंक्शन को स्पष्ट नहीं किया जाता है, तब तक जीन अनुक्रम की जानकारी अपने उद्देश्य को पूरा नहीं करती है, और खर्च की गई बड़ी राशि बेकार हो जाएगी। इन पंक्तियों के साथ, उपयोगितावादी जीनोमिक्स जीनोमिक्स जानकारी (डेटा) को बढ़ाता है और अंत में उन्हें मानव कल्याण के लिए मूल्यवान बनाता है।

कार्यात्मक जीनोमिक्स में एक कोशिका में एक विशिष्ट समय पर सभी लिखित जीन और सभी व्यक्त प्रोटीन सहित जीव के प्रत्येक जीन की जांच करने के लिए उच्च थ्रूपुट विधियों का उपयोग शामिल है। यह जीनफंक्शन और जेनेटिक इंटरैक्शन को दर्शाता है।

जीन की अभिव्यक्ति पर विचार करने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग किया जाता है। पारंपरिक रणनीतियाँ संकरण पर निर्भर करती हैं और वे एकल जीन के कामकाज के बारे में डेटा देती हैं। जीनोमिक्स के युग के बाद, कई जीन अभिव्यक्ति प्रोफाइलिंग तकनीकों का निर्माण किया गया था जो एक समय में कई नमूनों की जांच के लिए कम्प्यूटरीकरण के माध्यम से विशेषता हैं। इसके लिए थोड़ी मात्रा में नमूने और हजारों जीनों की समकालिक जांच की आवश्यकता होती है।

कार्यात्मक प्रोटिओमिक्स

जीन की अभिव्यक्ति में अंतिम उत्पाद प्रोटीन है। वे सेलुलर फ़ंक्शन के लिए जिम्मेदार संस्थाएं हैं। एक निश्चित समय में कोशिका में मौजूद कुल प्रोटीन को प्रोटिओम के रूप में जाना जाता है। कार्यात्मक प्रोटिओमिक्स में विशिष्ट प्रोटीन पृथक्करण रणनीतियाँ शामिल होती हैं जैसे मास स्पेक्ट्रोमेट्री, 2डी-पेज, एक सेल में मौजूद प्रोटीन का संरचनात्मक और कार्यात्मक विश्लेषण।

कार्यात्मक प्रोटिओमिक्स का परिचय

मुख्य अवधारणाएं

  • प्रोटिओमिक्स एक कोशिका के सभी व्यक्त प्रोटीनों की विशाल पैमाने पर जांच है।
  • प्रोटीन अलगाव और लक्षण वर्णन में महत्वपूर्ण तरीकों में तरल क्रोमैटोग्राफी, 2डी-पेज और एसडीएस-पेज शामिल हैं।
  • एसडीएस-पेज प्रोटीन पृथक्करण के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया है, हालांकि यह एक जेल में केवल कुछ प्रोटीन को अलग करता है।
  • 2D-PAGE विधि को एक ही जेल में कई प्रोटीनों को अलग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है (संख्या हज़ार से अधिक हो सकती है)।
  • मास स्पेक्ट्रोमेट्री 2डी-पेज के साथ मिलकर एक सामान्य उच्च थ्रूपुट प्रोटीन लक्षण वर्णन और पृथक्करण तकनीक बन गई है।
  • मात्रात्मक प्रोटिओमिक्स का अध्ययन करने के लिए 2डी-पेज और मास स्पेक्ट्रोमेट्री दोनों का उपयोग किया जाता है।

डीएनए से पहले ही प्रोटीन ने कोशिका के कामकाज में अपनी आवश्यक भूमिका हासिल कर ली थी। प्रोटीन अपने विविध कार्यों और संरचना के कारण सभी जैव-अणुओं में सबसे जटिल संस्थाएं हैं। कोई भी कोशिकीय कार्य प्रोटीन के बिना कार्य नहीं करता है। प्राथमिक से लेकर चतुर्धातुक प्रोटीन तक की संरचना में बहुत जटिलता होती है।

प्रोटीन डीएनए (जीन) के अनुक्रम में मौजूद आनुवंशिक जानकारी के अनुसार बनते हैं, हालांकि डीएनए की प्रतिकृति की प्रक्रिया में (डीएनए पोलीमरेज़) जैसे प्रोटीन शामिल होते हैं। प्रोटीन आमतौर पर कोशिकाओं के अंदर अन्य बायोमोलेक्यूल्स (अन्य प्रोटीन, लिपिड, कार्बोहाइड्रेट, डीएनए आदि) के साथ संयुग्मन में काम करते हैं।

प्रोटीन सबसे अनोखे पदार्थ हैं और कोशिका क्षमता और कार्यों के पूर्ण निष्पादक हैं। इस तथ्य के बावजूद कि डीएनए वंशानुगत जानकारी की पूर्ण भंडारण सुविधा है, इस जानकारी का उपयोग प्रोटीन के संश्लेषण में किया जाना चाहिए। प्रोटीन

संश्लेषण के साथ-साथ अवक्रमण में एक सामान्य मार्ग का अनुसरण करते हैं। प्रोटीन के संश्लेषण की प्रक्रिया को अनुवाद के रूप में जाना जाता है, प्रोटीन भी विभिन्न कार्यों को करने के लिए पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधनों से गुजरते हैं। प्रोटीन की रैखिक पॉलीपरटाइड श्रृंखलाएं अपने माध्यमिक और तृतीयक रूपों में शानदार संरचनाओं को अनुकूलित करने के लिए तह से गुजरती हैं। प्रोटीन की जैविक गतिविधि हासिल करने के लिए तृतीयक संरचना आवश्यक है। एक पूर्णतः परिपक्व प्रोटीन अपने तृतीयक रूप में अपना नियत कार्य करने के लिए तैयार होता है।

ट्रांसक्रिप्टोमिक्स | चयापचय

transcriptomics ट्रांसक्रिप्टोम की जांच है, यह सामूहिक रूप से सभी राइबोन्यूक्लिक एसिड अणुओं (आरएनए) का डेटा है जो एक निश्चित समय पर एक कोशिका, ऊतक या किसी अंग में उपलब्ध होता है। आरएनए कोशिका के अंदर विविध कार्य करता है, और प्रतिलेख की जांच करने से जीन फ़ंक्शन और प्रोटीन अभिव्यक्ति में बेहतर अंतर्दृष्टि मिलती है।

यह क्या है?

ट्रांसक्रिप्टोमिक के कई उपयोग हैं जिनके बारे में हम इस खंड में विस्तार से चर्चा करेंगे। इनपुट जानकारी जो ट्रांसक्रिप्टोमिक और विश्लेषण के अंतिम परिणाम में आवश्यक है।

ट्रांस्क्रिप्टोमिक की शाखा में ट्रांसक्रिपटॉम का विश्लेषण शामिल है, इसका डेटा जिसमें नमूना सेल से प्राप्त आरएनए का पूरा सेट शामिल है। ट्रांसक्रिपटॉमिक्स प्रोटीन अभिव्यक्ति के साथ-साथ कोशिका की जीन अभिव्यक्ति के बारे में एक विस्तृत विचार देता है।

मनुष्यों में, डीएनए अंशों को प्रतिलेखन के रूप में जानी जाने वाली विधि के माध्यम से आरएनए में दोहराया जाता है, जिससे एक कोशिका को डीएनए में एन्कोडेड 'दिशाओं' का पालन करने की अनुमति मिलती है। विभिन्न प्रकार के आरएनए में विभिन्न कार्य होते हैं: मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) पहली चीज है जो जीन अभिव्यक्ति की यात्रा के दौरान उत्पन्न की जा रही है। यह डीएनए और प्रोटीन के बीच एक मध्यवर्ती अणु के रूप में कार्य करता है, जबकि अन्य गैर-प्रोटीन कोडिंग आरएनए अन्य सेल कार्य करता है। एक कोशिका का एक प्रतिलेख कोशिका की आवश्यकताओं और शारीरिक स्थितियों के आधार पर लगातार बदल रहा है।

ट्रांसक्रिपटॉमिक्स पूरे ट्रांसक्रिप्टोम की खोजपूर्ण जांच है, अनिवार्य रूप से आरएनए अनुक्रमण (आरएनए-सीक्यू) का उपयोग करना, या जीन अभिव्यक्ति पैनल (जीईपी) का उपयोग करके ज्ञात आरएनए की परीक्षा।

metabolomics सबसे उन्नत 'ओमिक्स' विज्ञानों में से एक है। उपापचय में नमूने में छोटे जैव-अणुओं का कुल सेट शामिल होता है। ये बायोमोलेक्यूल्स आम तौर पर कोशिका के अंदर होने वाली एंजाइम उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं के उप-उत्पाद और सब्सट्रेट होते हैं और सीधे सेल फेनोटाइप को प्रभावित करते हैं। इसलिए, मेटाबॉलिकम एक विशिष्ट शारीरिक और पर्यावरणीय स्थिति में एक कोशिका के अंदर समय पर मौजूद जैव-अणुओं की कुल प्रोफ़ाइल प्रदान करता है।

जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स ने जीनोटाइप के संबंध में बड़ी मात्रा में डेटा दिया है, हालांकि यह फेनोटाइप के बारे में एक सीमित डेटा देता है। बायोमोलेक्यूल्स उस फेनोटाइप के निकटतम समानता हैं।

एक सामान्य और रोगग्रस्त कोशिका के बीच हजारों जैव-अणुओं की डिग्री के बीच विरोधाभासों को तय करने के लिए चयापचय का उपयोग किया जा सकता है।

जीनोमिक्स डीएनए द्वारा दिए गए आनुवंशिक दिशाओं के कुल सेट की रूपरेखा देता है, जबकि ट्रांसक्रिपटॉमिक्स जीन अभिव्यक्ति के पैटर्न की जांच करता है। प्रोटिओमिक्स गतिशील प्रोटीन और प्रोटीन के बीच परस्पर क्रिया की जांच करता है, जबकि मेटाबॉलिकम एक कोशिका के चयापचय और चयापचय प्रोफ़ाइल के बारे में अंतर्दृष्टि देता है।

जैव सूचना विज्ञान

यह एक अंतःविषय क्षेत्र है जो जैविक डेटासेट के बारे में समझ हासिल करने के लिए रणनीति और सॉफ्टवेयर आधारित उपकरण विकसित करता है, खासकर जब सूचना संग्रह विशाल और जटिल होते हैं। विज्ञान के बहु-आयामी क्षेत्र के रूप में, जैव सूचना विज्ञान जैविक डेटासेट की व्याख्या और विश्लेषण करने के लिए विज्ञान, सॉफ्टवेयर इंजीनियरिंग, डेटा विज्ञान, सांख्यिकी और गणित को एकीकृत करता है।

जैव-सांख्यिकीय और गणितीय विधियों का उपयोग करते हुए जैविक पूछताछ की सिलिको जांच में जैव सूचना विज्ञान का उपयोग किया गया है। जैव सूचना विज्ञान में जैविक परीक्षाएं शामिल हैं जो कंप्यूटर प्रोग्रामिंग को उनके तकनीकी दृष्टिकोण की एक विशेषता के रूप में उपयोग करती हैं, केवल एक विशिष्ट विश्लेषण "पाइपलाइन" के लिए जो बार-बार उपयोग की जाती हैं, खासकर जीनोमिक्स में। जैव सूचना विज्ञान आमतौर पर जीन की पहचान को शामिल करने के लिए प्रयोग किया जाता है और एकल न्यूक्लियोटाइड बहुरूपता (एसएनपी).

नियमित रूप से, इस तरह की पहचान योग्य पहचान बीमारी के वंशानुगत पहलुओं, अद्वितीय विविधताओं, लाभकारी गुणों (विशेषकर कृषि से संबंधित प्रजातियों में), या व्यक्तियों के बीच विपरीत लक्षणों को बेहतर ढंग से समझने के बिंदु से की जाती है। जैव सूचना विज्ञान अतिरिक्त रूप से डीएनए के अंदर संगठनात्मक सिद्धांतों और प्रोटीन के अनुक्रम को समझने का प्रयास करता है जिसे प्रोटिओमिक्स कहा जाता है।

जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के बीच महत्वपूर्ण अंतर: अवधारणा, अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
चित्र: जैव सूचना विज्ञान की तकनीकी आवश्यकताएं। छवि क्रेडिट: विकिमीडिया

जीनोम और प्रोटिओम कैसे संबंधित हैं

पिछली कुछ रिपोर्टों ने सुझाव दिया है कि प्रोटीन के स्तर का अनुमान लगाने के लिए आरएनए स्तरों का उपयोग नहीं किया जा सकता है। लेकिन, केटीएच रॉयल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी से एक और जांच में जो प्रकाशित हुआ था जर्नल आण्विक प्रणाली जीवविज्ञान, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि आरएनए स्तरों से प्रोटीन के स्तर का अनुमान लगाया जा सकता है यदि उस जीन के लिए विशिष्ट आरएनए-से-प्रोटीन कारक का उपयोग किया जाता है।

मानव जीनोम में डीएनए होता है, इसमें कोशिकाओं के निर्माण और रखरखाव के लिए आवश्यक दिशा-निर्देश होते हैं। दिशा-निर्देशों से अवगत कराने के लिए, डीएनए को "रीड" भी किया जाना चाहिए, जिसे एमआरएनए में स्थानांतरित किया जाना चाहिए जिसका उपयोग प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है। ट्रांस्क्रिप्टोम एक सेल में मौजूद सभी एमआरएनए टेपों का कुल योग है। आणविक जीव विज्ञान का एक महत्वपूर्ण पहलू यह विश्लेषण करना है कि क्या दिए गए जीन का उपयोग इसके संबंधित प्रोटीन स्तरों की भविष्यवाणी के लिए किया जा सकता है।

वैज्ञानिकों ने एक मास स्पेक्ट्रोमेट्री-आधारित रणनीति बनाई है जो प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य होने के साथ-साथ लगातार राज्य की स्थितियों, सेल में कुल प्रोटीन की मात्रा निर्धारित करने के लिए संवेदनशील है और इन स्तरों को ट्रांसक्रिपटॉमिक्स का उपयोग करने वाले संबंधित एमआरएनए स्तरों के साथ विपरीत करती है।

संबंधित एमआरएनए प्रतिलेख और प्रोटीन स्तर सटीक रूप से मेल नहीं खाते हैं, सिवाय इसके कि यदि जीन विशिष्ट आरएनए-टू-प्रोटीन (आरटीपी) रूपांतरण कारक सेल प्रकार के स्वायत्तता को प्रस्तुत किया जाता है, तो इस तरह प्रोटीन की प्रतिलिपि संख्या की भविष्यवाणी को पूरी तरह से अपग्रेड करना

लिखित एमआरएनए स्तरों से। आरटीपी का अनुपात विभिन्न जीनों के बीच कुछ महत्वपूर्ण डिग्री से भिन्न होता है, एक लाख गुना तक और स्पष्ट रूप से विभिन्न प्रकार के सेल में संरक्षित होता है।

ये नई जानकारी अनुशंसा करती है कि एक सेल में प्रोटीन की प्रतिलिपि संख्या का अनुमान लगाने के लिए ट्रांसक्रिप्टोम परीक्षा का उपयोग एक उपकरण के रूप में किया जा सकता है। दुनिया भर में कई अध्ययन चल रहे हैं जो जानबूझकर कोशिकाओं के अंदर प्रतिलेख स्तर तय करने के लिए एकल कोशिका जीनोमिक्स और स्थानिक ट्रांसक्रिप्टोमिक्स जैसी नई विधियों सहित हैं।

यह जानकारी बताती है कि इन अध्ययनों की एक विशेषता के रूप में विकसित ज्ञान आधारित ट्रांसक्रिपटॉमिक्स संसाधन प्रोटीन अध्ययन के लिए भी महत्वपूर्ण होंगे, जिसके परिणामस्वरूप जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के क्षेत्र के बीच एक आकर्षक संबंध बन जाएगा।

जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स का अनुप्रयोग

जीनोमिक्स अध्ययन से प्राप्त डेटा और अंतर्दृष्टि को सामाजिक विज्ञान, जैव प्रौद्योगिकी और चिकित्सा सहित विभिन्न सेटिंग्स में लागू किया जा सकता है। प्रोटिओमिक्स का उपयोग एक विशिष्ट समय पर एक उत्तेजना की प्रतिक्रिया में प्रोटीन अभिव्यक्ति के पैटर्न को अलग करने के लिए किया जाता है, और इसके अलावा सेलुलर स्तर पर या पूरे जीव में मौजूद कार्यात्मक प्रोटीन नेटवर्क की पहचान करने के लिए किया जाता है।

जीनोमिक्स के अनुप्रयोग

चिकित्सा अनुप्रयोग

  • पौधे के टीके (मौखिक) जो उपयोग पर प्रतिरक्षा प्रदान करते हैं, अक्सर सतह प्रतिजन बनाने के लिए डीएनए और ट्रांसजेन का उपयोग करते हैं। ये पौधे के टीके लोगों में हेपेटाइटिस बी के खिलाफ टीकाकरण के लिए आशाजनक पाए गए हैं।
  • पी. फाल्सीपेरम और संशोधित अंकारा वायरस से प्राप्त डीएनए के साथ तैयार किए गए दो भाग टीके से मलेरिया संक्रमण का जोखिम 80% तक कम हो जाता है।
  • Fosmidomycin और FR-900098 ऐसे रसायन हैं जिनका शरीर में DOX रिडक्टोइसोमेरेज़ के खिलाफ उनकी अवरोध क्षमता के लिए परीक्षण किया जा रहा है, जो P. फाल्सीपेरम (सेरेब्रल मलेरिया का एक प्रेरक जीव) के जीवनचक्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
  • आनुवंशिक सलाह और प्रभावी परामर्श ने सार्डिनिया में थैलेसीमिया की गति को हर 1 में से 250 से घटाकर 1 जीवित जन्मों में से 4000 कर दिया है।

जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोग

सिंथेटिक बायोलॉजी और बायोइंजीनियरिंग के क्षेत्र में जीनोमिक्स के कुछ अनुप्रयोग हैं। वैज्ञानिकों ने सचित्र किया है कि आंशिक रूप से इंजीनियर प्रकार के सूक्ष्म जीवों का निर्माण। उदाहरण के लिए माइकोप्लाज्मा जेनिटलियम जीनोम का उपयोग माइकोप्लाज्मा लेबोरेटोरियम जीवाणु के संयोजन में किया गया था, जिसमें मूल जीवाणु की तुलना में अचूक विशेषताएं पाई जाती हैं।

सामाजिक विज्ञान अनुप्रयोग

संरक्षणवादी प्रजातियों के संरक्षण से जुड़े प्रमुख चरों का आकलन करने के लिए जीनोमिक अनुक्रमण जानकारी का उपयोग करते हैं। इस जानकारी का उपयोग विकासवादी प्रक्रियाओं के प्रभावों को तय करने और एक विशेष आबादी के जीन पैटर्न प्राप्त करने के लिए भी किया जा सकता है, जो अतिरिक्त रूप से प्रजातियों की मदद करने और उन्हें भविष्य में फलने-फूलने में सक्षम बनाने के लिए योजना तैयार करने में सहायता कर सकता है।

प्रोटिओमिक्स के अनुप्रयोग

चिकित्सा में प्रोटिओमिक्स

  • प्रोटिओमिक्स का उपयोग पहली बार कैंसर जीवविज्ञानी द्वारा पहचान और रोग-संबंधी उद्देश्यों के लिए किया गया था। उदाहरण के लिए डिम्बग्रंथि के कैंसर के मामले में, सीरम आधारित प्रोटिओमिक आधारित पहचान बनाई गई है जो रोग की पहचान के लिए एक और तकनीक की ओर इशारा करती है।
  • प्रोटीन-अनुक्रमण का डेटा जो वर्तमान में विभिन्न सूक्ष्मजीवों के लिए सुलभ है, जो उनके एंटीबायोटिक प्रतिरोध के बारे में तुरंत समझ प्रदान करता है और इसके अलावा एंटी-माइक्रोबियल प्रतिरोध के खिलाफ नए उम्मीदवारों की पहचान करने के लिए। सतह-वर्धित लेज़र डिसोर्शन/आयनीकरण-उड़ान का समय (SELDI-TOF) वर्तमान में चगास रोग, तपेदिक, आक्रामक एस्परगिलोसिस और नींद की बीमारी की शीघ्र पहचान करने के लिए उपयोग किया जाता है।
  • प्रोटिओमिक्स में आगे की प्रगति ने कार्डियोवैस्कुलर बीमारियों के पीछे तंत्र की विस्तृत जांच की अनुमति दी है, न केवल पहचाने गए परिवर्तित प्रोटीन प्रदान करते हैं, बल्कि उनके परिवर्तन या संशोधन का विचार भी प्रदान करते हैं।
  • प्रोटिओमिक्स अतिरिक्त रूप से सुरक्षा नियंत्रण प्रक्रिया में परिवर्तित हो रहा है जो आधान दवा में विभिन्न रक्त उत्पादों की शुद्धता, दक्षता, सुरक्षा और पहचान की पुष्टि के अधीन है।
  • आरबीसी में भंडारण संबंधी घावों की दुनिया भर में जांच करने और रक्त आधान के शारीरिक परिणामों की जांच करने के लिए प्रोटीन दृष्टिकोण एक महत्वपूर्ण तरीका है।

दवा विकास में प्रोटिओमिक्स

  • प्रोटिओमिक्स एक सूत्रीकरण विकास चरण में एक अत्यंत सम्मोहक भूमिका निभाता है, क्योंकि रोग तंत्र को अक्सर प्रोटीन स्तर पर दिखाया जाता है।
  • लगभग सभी फार्मा संगठनों में वर्तमान में एक प्रोटिओमिक्स डिवीजन है। सूत्रीकरण उद्योग में प्रोटिओमिक्स के नियोजन में मुख्य रूप से पहचान और अनुमोदन शामिल होता है। अक्सर उपलब्ध जैविक तरल पदार्थों से बायोमार्कर पहचान प्रभावकारिता और खतरे; और दवा गतिविधि या विषाक्तता के घटकों से संबंधित परीक्षाएं।
  • प्रोटिओम माइनिंग का उपयोग नए एंटीमाइरियल फॉर्मूलेशन खोजने के लिए किया जाता है जो रक्त संक्रमण चरण में प्यूरीन बाध्यकारी प्रोटीन को लक्षित करता है।
  • प्रमुख सबसे अधिक बिकने वाले रोग नियंत्रण सूत्र अब तक या तो प्रोटीन हैं या वे प्रोटीन लक्ष्यीकरण द्वारा कार्य करते हैं। बेहतर पर्याप्तता और कम आकस्मिक दुष्प्रभावों के लिए प्रोटिओमिक्स की प्रगति लोगों के लिए अनुकूलित नुस्खे बनाने में मदद कर सकती है।

जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स में कंप्यूटर डेटाबेस क्यों महत्वपूर्ण हैं

जैविक डेटाबेस को जैविक विज्ञान के पुस्तकालयों के रूप में माना जाता है, जो वैज्ञानिक प्रयोगशाला प्रयोगों, उच्च थ्रूपुट प्रयोगात्मक प्रौद्योगिकी, कम्प्यूटेशनल परीक्षाओं और प्रकाशित पत्रों से एकत्रित होते हैं। वे फाइलोजेनेटिक्स, माइक्रोएरे जीन अभिव्यक्ति, मेटाबोलामिक्स, प्रोटिओमिक्स और यहां तक ​​​​कि जीनोमिक्स सहित क्षेत्रों से डेटा प्रदर्शित करते हैं।

जैविक डेटा सेट में मौजूद जानकारी में जैविक संरचना और अनुक्रमों की समानता, उत्परिवर्तन के नैदानिक ​​प्रभाव, जीन या प्रोटीन के सेलुलर और गुणसूत्र स्थानीयकरण, प्रोटीन या जीन की संरचना और कार्य शामिल हैं। जैविक डेटा सेट को बड़े पैमाने पर कार्यात्मक, संरचनात्मक और अनुक्रम डेटाबेस में वर्गीकृत किया जा सकता है। अनुक्रम वाले डेटाबेस में प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड अनुक्रम लोड किए जाते हैं। हालांकि प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड की संरचना डेटाबेस युक्त संरचना में उपलब्ध है।

कार्यात्मक डेटा सेट शरीर विज्ञान में जीन उत्पादों की भूमिका के बारे में डेटा देते हैं, जैसे कि चयापचय पथ, म्यूटेंट के फेनोटाइप और एंजाइमों की जैव रासायनिक गतिविधि। मॉडल जीव डेटाबेस कार्यात्मक हैं, यह ऐसी जानकारी देते हैं जो प्रजातियों के लिए विशिष्ट है। ये डेटाबेस जीव में होने वाली संपूर्ण चयापचय प्रक्रिया के आलोक में और प्रजातियों के विकास को समझने के लिए जैव-आणविक अंतःक्रियाओं और संरचनाओं से जैविक तंत्र की जांच और विस्तृत करने में शोधकर्ताओं की मदद करने के लिए महत्वपूर्ण उपकरण हैं।

यह जानकारी कई बीमारियों के खिलाफ लड़ाई शुरू करने में मदद करती है, चिकित्सा फॉर्मूलेशन में मदद करती है, विभिन्न वंशानुगत बीमारियों की आशंका करती है और प्रजातियों के बीच आवश्यक फाईलोजेनेटिक कनेक्शन खोजने में मदद करती है। जैविक जानकारी सामान्य और विशिष्ट डेटा सेट की एक विस्तृत श्रृंखला के बीच व्यक्त की जाती है। इससे अक्सर डेटा की निरंतरता की गारंटी देना मुश्किल हो जाता है। एकीकृत जैव सूचना विज्ञान एकीकृत पहुंच प्रदान करके इस मुद्दे को संभालने का प्रयास करने वाले क्षेत्र में से एक है।

जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के बीच महत्वपूर्ण अंतर: अवधारणा, अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
चित्र: "ओमिक्स" विज्ञान परिणाम उत्पन्न करने के लिए इनपुट के रूप में डेटाबेस का उपयोग करता है। छवि क्रेडिट: विकिपीडिया

एक व्यवस्था वह साधन है जिसके द्वारा जैविक डेटाबेस अपनी जानकारी को एक साथ जोड़ने के लिए परिग्रहण संख्याओं के साथ कुछ अन्य डेटा सेटों को क्रॉस-संदर्भित करता है। प्राकृतिक डेटा सेट को समझने के लिए रिलेशनल डेटा सेट, सॉफ्टवेयर इंजीनियरिंग के विचार और डिजिटल पुस्तकालयों के सूचना पुनर्प्राप्ति विचार आवश्यक हैं। एक जैविक डाटासेट डिजाइन करना, जैव सूचना विज्ञान का विकास और प्रबंधन। डेटा के संघटक शोध पत्रों में जानकारी, जीन का क्रम, लक्षणों का वर्गीकरण और ऑन्कोलॉजी, तालिकाओं और उद्धरणों को शामिल करते हैं। इन्हें अक्सर अर्ध-संगठित जानकारी के रूप में चित्रित किया जाता है, और इन्हें तालिकाओं, एक्सएमएल संरचनाओं और प्रमुख सीमांकित रिकॉर्ड के रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है।

फसल सुधार में जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स का अनुप्रयोग

निकट पर्यावरण परिवर्तन के साथ, तेजी से विकसित हो रही दुनिया भर की आबादी, जो तीस वर्षों के भीतर 9 अरब व्यक्तियों को पार करने का अनुमान है, और पानी और खनिजों जैसे प्राकृतिक संसाधनों की बढ़ती आवश्यकता, भोजन के स्थायी उत्पादन की स्थापना में अधिक प्रमुख अनुभव प्रभावी गारंटी की उम्मीद कर रहे हैं फसल की पैदावार और अनुप्रयोग।

इन लक्ष्यों को पूरा करने के लिए, फसलों को जैविक और अजैविक तनावों के खिलाफ सुनिश्चित करने के लिए और बीज व्यवहार्यता के विकास के तंत्र को खोलने के लिए नई विधियों की आवश्यकता है। इस तरह की जांच के लिए "ओमिक्स" तरीके आशाजनक तरीके बने रहते हैं। चूंकि पूर्ण जीनोम फसलों और मॉडल पौधों की एक विस्तृत संख्या के लिए सुलभ हैं, एकीकृत "ओमिक्स" या सिस्टम बायोलॉजी दृष्टिकोण जटिल पौधों के लक्षणों के अंतर्निहित तंत्र को अलग करने में सहायता करेंगे, जैसे आणविक स्तर तनाव से सुरक्षा।

पीटीएम के मानचित्रण और पहचान के लिए आधुनिक इमेजिंग प्रक्रियाओं के साथ मात्रात्मक प्रोटिओमिक विधियों के दूरगामी उपयोग के लिए जटिल जैविक संयोजनों में प्रोटीन विनियमन की निश्चित समझ देने की आवश्यकता है। इस तरह की बहु-विषयक प्रणालियाँ इसी तरह प्लांट स्ट्रेसर्स के हानिकारक प्रभावों को कम करने और लाभकारी प्लांट-माइक्रोबियल कनेक्शन को आगे बढ़ाने के लिए दृष्टिकोण की योजना का समर्थन करेंगी। सिस्टम बायोलॉजी की जांच से ऐसे शक्तिशाली फसल पैदा करने वाले पौधों के पुनरुत्पादन में मदद मिलेगी जो पर्यावरणीय तनाव के प्रति उदार हैं और उच्च स्वस्थ लाभ हैं। फसल प्रोटिओमिक का भविष्य जैव अणुओं के बीच संचार के संरचनात्मक कारण को समझने की ओर इशारा करता है जो माइक्रोबियल प्रोटीन और संबंधित फसलों के कार्य को नियंत्रित करने के लिए महत्वपूर्ण होगा।

कर्क में जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स

गुणसूत्रों पर मौजूद लगभग 40 जीनों में डीएनए परिवर्तनों के संग्रह से घातक प्रगति होती है। ट्यूमर में, गुणसूत्र संबंधी असामान्यताएं सामान्य होती हैं। डीएनए की मरम्मत की प्रक्रिया में गड़बड़ी जीनोम में अस्थिरता की शुरुआत कर सकती है, जो रोग के आगे बढ़ने को प्रेरित कर सकती है। आनुवंशिक कोड पूरी प्रक्रिया में वास्तविक खिलाड़ी है, 000 से 100,000 मिलियन प्रोटीन, जो (पूर्व) घातक कोशिकाओं में भी कई तरीकों से संशोधित किया जा सकता है।

पिछले दशक में, मानव जीनोम और जीनोमिक्स (मानव जीनोम की जांच) में (पूर्व) विकृतियों में हमारी अंतर्दृष्टि बड़े पैमाने पर विस्तारित हुई है और प्रोटिओमिक्स (जीनोम के प्रोटीन पूरक की जांच) ने भी उड़ान भरी है। दोनों एक निर्विवाद रूप से महत्वपूर्ण हिस्सा ग्रहण करेंगे।

आवेदन अभी तक प्रतिबंधित हैं, हालांकि अब तक का प्रमाण आशाजनक है। क्या जीनोमिक्स पारंपरिक रोग पहचान या अन्य रोग-संबंधी पद्धति की जगह लेगा? स्तन कैंसर के मामले में, पारंपरिक तरीकों की तुलना में जीन अभिव्यक्ति की सरणी अधिक प्रभावी होती है, हालांकि एंडोमेट्रियल हाइपरप्लासिया में, मात्रात्मक रूप से रूपात्मक विशेषताएं आनुवंशिक परीक्षण की तुलना में अधिक महंगी होती हैं। ठोस तर्क देना अभी भी जल्दबाजी होगी, इस तथ्य के प्रकाश में कि यह उम्मीद की जाती है कि जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स तेजी से विकसित होंगे। सभी बातों पर विचार करने के बावजूद, वे कैंसर की निगरानी, ​​निदान और समझने में एक केंद्रीय स्थान ग्रहण करेंगे।

निष्कर्ष

इस लेख में "ओमिक्स" विज्ञान, विशेष रूप से जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स से संबंधित प्रमुख अवधारणाएं और जानकारी शामिल है।

डॉ अब्दुल्ला अरसलानी के बारे में

जीनोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के बीच महत्वपूर्ण अंतर: अवधारणा, अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नमैं अब्दुल्ला अरसलान हूं, जैव प्रौद्योगिकी में मेरी पीएचडी पूरी की। मेरे पास 7 साल का शोध अनुभव है। मैंने ४.५ के औसत प्रभाव कारक के साथ अंतरराष्ट्रीय ख्याति की पत्रिकाओं में अब तक ६ पेपर प्रकाशित किए हैं और कुछ और विचार में हैं। मैंने विभिन्न राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलनों में शोध पत्र प्रस्तुत किए हैं। मेरी रुचि का विषय जैव प्रौद्योगिकी और जैव रसायन विज्ञान है जिसमें प्रोटीन रसायन विज्ञान, एंजाइमोलॉजी, इम्यूनोलॉजी, बायोफिजिकल तकनीक और आणविक जीव विज्ञान पर विशेष जोर दिया गया है।

आइए लिंक्डइन (https://www.linkedin.com/in/abdullah-arsalan-a97a0a88/) या Google विद्वान (https://scholar.google.co.in/citation?user=AeZVWO4AAAAJ&hl=en) के माध्यम से जुड़ें।

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