Was ist Genomik?
Die Erforschung von Genomen – DNA-Sequenzierung, -Assemblierung, -Annotation und -Analyse – zum Verständnis genetischer Variation, Evolution, Krankheitsmechanismen und Biologie
Summary
- Umfasst die Sequenzierung des gesamten Genoms, vergleichende Genomik über verschiedene Spezies hinweg, funktionelle Genomik zur Untersuchung von Genexpression und -regulation sowie Populationsgenomik zur Analyse genetischer Variationen und evolutionärer Muster innerhalb und zwischen Populationen.
- Ermöglicht die Identifizierung krankheitsverursachender Mutationen, die Entwicklung zielgerichteter Therapien, das Verständnis von Arzneimittelwirkungen durch Pharmakogenomik und Einblicke in die Anpassung von Organismen und die Biodiversität durch evolutionäre Analysen.
- Erfordert computergestützte Werkzeuge für Sequenzalignment, Genvorhersage, Variantenanalyse, Pathway-Analyse und die Integration von Multi-Omics-Daten, einschließlich Transkriptomik, Proteomik und Metabolomik, für ein umfassendes biologisches Verständnis.
Genomik ist ein Bereich innerhalb der Genetik, der sich mit der Sequenzierung und Analyse des Genoms eines Organismus befasst. Seine Hauptaufgabe besteht darin, die gesamte DNA-Sequenz oder die Zusammensetzung der Atome, aus denen die DNA besteht, und die chemischen Bindungen zwischen den DNA-Atomen zu bestimmen. Das Gebiet der Genomik interessiert sich für das Genom als Gesamtstruktur. Daher kann es als eine Untersuchung des gesamten genetischen Materials eines Organismus definiert werden. Obwohl die DNA erstmals 1869 isoliert wurde, begann die Genomik erst in den 1970er Jahren, als die Wissenschaftler die DNA-Sequenz einfacher Organismen bestimmten. Der größte Durchbruch auf dem Gebiet der Genomik gelang 1995, als die gesamte Genomsequenz eines frei lebenden Organismus, des Haemophilus influenza, fertiggestellt wurde. Das Human Genome Project wurde 1990 mit dem Ziel ins Leben gerufen, alle 3 Milliarden Bestandteile eines menschlichen Genoms zu sequenzieren. Chromosom 22 war das erste Chromosom, das 1999 im Rahmen dieses Projekts sequenziert wurde. Das International Human Genome Sequencing Consortium veröffentlichte im Februar 2001 in der Zeitschrift Nature den ersten Entwurf des menschlichen Genoms, wobei die Sequenzierung der drei Milliarden Basenpaare des gesamten Genoms zu rund 90 Prozent abgeschlossen war. Die vollständige Sequenz wurde im April 2003 fertiggestellt und veröffentlicht. Das sich entwickelnde Gebiet der Genomik umfasst im Allgemeinen mehrere Hauptforschungsbereiche:
- Bioinformatik – ist ein interdisziplinäres Gebiet, das Computer, Software und Datenbanken zum Abrufen, Analysieren und Verstehen großer Mengen biologischer Informationen integriert.
- Proteomik – ist ein komplexes Forschungsgebiet, das sich auf die Untersuchung von Veränderungen in Proteinexpressionsmustern im Zusammenhang mit Krankheiten und Umweltbedingungen konzentriert.
- Strukturelle Genomik – ist ein Bereich der Genomik, der sich mit der Charakterisierung von Genomstrukturen befasst.
- Humangenomik – Wie der Name schon sagt, konzentriert sich Humangenomik auf die Untersuchung der Sequenz des menschlichen Genoms.
- Bakteriophagengenomik – bezieht sich auf die Untersuchung von Bakteriophagengenomen oder die Genomik von Viren, die Bakterien infizieren. Ziel der Studie ist es, eine alternative Behandlung für Krankheiten zu finden, deren Ursache ein antibiotikaresistentes Bakterium ist.
- Metagenomik – konzentriert sich auf die Untersuchung von Metagenomen oder genetischem Material, das aus Umweltproben gewonnen wird
- Cyanobakteriengenomik – Dieser Zweig der Genomik untersucht Cyanobakterien, einen Bakterienstamm, der seine Energie durch Photosynthese gewinnt.
- Pharmakogenomik – Dieser Bereich der Genomforschung konzentriert sich auf den Einfluss genetischer Variationen auf die Wirksamkeit und Toxizität eines Arzneimittels.
