La proteomica

Il proteoma è l'insieme delle proteine prodotte dalle cellule di ogni organismo: dato che le proteine prodotte sono maggiori dei geni da cui sono state codificate, il proteoma è più vasto del genoma. Inoltre, dato che le proteine prodotte in un organismo variano tra le cellule di tessuti differenti ma sono praticamente le stesse fra organismi della stessa specie, anche il proteoma, solitamente, varierà da tessuto a tessuto, ma non da specie a specie.

• Lo studio e il confronto tra proteomi dei vari organismi ha dato vita ad un altro ramo della scienza: trattasi della proteomica, un settore della biologia piuttosto recente, il cui scopo è quello di trovare le relazioni tra geni e proteine, oltre all'individuazione dei processi che stanno alla base della regolazione genica di una cellula e delle cause delle anomalie genetiche.
• La proteomica si serve frequentemente, più che del proteoma, del trascrittoma di una cellula, ossia l'insieme degli mRNA presenti nel suo citoplasma: è più facile individuare quest'ultimo.
• La proteomica è riuscita a suddividere le proteine a seconda della loro funzione; esse saranno presenti in diverse quantità a seconda dell'utilità allo scopo del tessuto a cui appartiene la cellula. Le proteine svolgono principalmente queste funzioni:

1. Struttura: la serie di proteine che costituiscono i tessuti principali, come la cheratina.
2. Motore: sono quelle che permettono il movimento trasformando in energia meccanica l'energia chimica, quale la chinesina.
3. Difesa: sono proteine coinvolte nella difesa dell'organismo da individui esterni (virus, batteri, protozoi, funghi...), quali gli anticorpi.
4. Trasporto: quelle proteine responsabili del trasporto di vari composti per l'organismo, come l'emoglobina.
5. Enzima: tutte le proteine che agiscono da catalizzatori dei processi biologici degli organismi; sono numerosissime, infatti esiste un ulteriore divisione.
6. Regolazione: sono quelle impiegate nella regolazione genica (attivatori, repressori...).
7. Trasferimento segnale: sono proteine che svolgono un ruolo di riconoscimento di altre molecole, ad esempio le proteine di membrana.

• Per identificare le proteine, gli studiosi impiegano due diverse tecniche di laboratorio successive: l'elettroforesi bidimensionale su gel, detta anche elettroforesi 2D, e la spettrometria di massa.
• L'elettroforesi 2D prevede un'iniziale separazione delle proteine sfruttando la loro diversità di cariche a un determinato PH, quello del gel nel tubo in cui sono inserite. Successivamente, il tubo è posizionato su una lastra di gel contenente un composto di nome dodecilsolfato (SDS) che ricopre le proteine, denaturandole; quest'ultime sono poi disposte secondo la loro massa.

• Adesso, mediante la spettrometria di massa, si è in grado di individuare la funzione e l'identità della proteina: infatti, mediante specifici enzimi (denominati proteasi), queste sono separate in più catene peptidiche per poi essere analizzate con lo spettrometro. Scoprendo gli amminoacidi di cui è composta, si potrà risalire ai codoni del filamento di mRNA che l'ha tradotta e, infine, anche al gene codificante; il tutto mediante l'ausilio di specifici e sofisticati programmi computerizzati.