Μεταβολιτωματική

Η μεταβολιτωματική ή και μεταβολωμική (από το αγγλικό metabolomics) είναι η μελέτη των χημικών διεργασιών που περιλαμβάνουν μεταβολίτες, μικρά μόρια, που αποτελούν ενδιάμεσα ή/και τελικά προϊόντα του κυτταρικού μεταβολισμού. Συγκεκριμένα, η μεταβολωμική είναι η «συστηματική μελέτη των μοναδικών χημικών δακτυλικών αποτυπωμάτων που αφήνουν πίσω τους συγκεκριμένες κυτταρικές διεργασίες». Το μεταβόλωμα αντιπροσωπεύει το πλήρες σύνολο των μεταβολιτών σε ένα βιολογικό κύτταρο, ιστό, όργανο ή οργανισμό, οι οποίοι είναι τα τελικά προϊόντα των κυτταρικών διεργασιών. Το αγγελιαφόρο RNA (mRNA), τα δεδομένα γονιδιακής έκφρασης και οι πρωτεομικές αναλύσεις αποκαλύπτουν το σύνολο των γονιδιακών προϊόντων που παράγονται στο κύτταρο, δεδομένα τα οποία αντιπροσωπεύουν μία όψη της κυτταρικής λειτουργίας. Από την άλλη, το μεταβολικό προφίλ μπορεί να δώσει μία στιγμιαία εικόνα της φυσιολογίας αυτού του κυττάρου, και με αυτόν τον τρόπο, η μεταβολομική παρέχει μια άμεση «λειτουργική ανάγνωση της φυσιολογικής κατάστασης» ενός οργανισμού. Μία από τις προκλήσεις της βιολογίας συστημάτων και της λειτουργικής γονιδιωματικής είναι η ενσωμάτωση γονιδιωματικών, μεταγραφωματικών, πρωτεϊνωματικών και μεταβολωμικών πληροφοριών για την καλύτερη κατανόηση της κυτταρικής βιολογίας.

Το κεντρικό δόγμα της βιολογίας που δείχνει τη ροή της πληροφορίας από το DNA στο φαινότυπο. Το κάθε στάδιο συνδέεται με το αντίστοιχο εργαλείο βιολογίας συστημάτων, από τη γονιδιωματική έως τη μεταβολομική.

Μεταβολίτες

Οι μεταβολίτες είναι τα ενδιάμεσα ή/και τα τελικά προϊόντα του μεταβολισμού. Στα πλαίσια της μεταβολομικής, ένας μεταβολίτης συνήθως ορίζεται ως οποιοδήποτε μόριο χαμηλού μοριακού βάρους (<1.5 kDa). Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες εξαιρέσεις ανάλογα με το δείγμα και τη μέθοδο ανίχνευσης. Για παράδειγμα, μακρομόρια όπως οι λιποπρωτεΐνες και η λευκωματίνη ανιχνεύονται αξιόπιστα με τη χρήση της φασματοσκοπίας NMR στο πλάσμα του αίματος. Σε μεταβολομικές μελέτες που πραγματοποιούνται σε φυτικούς οργανισμούς, είναι συνηθισμένο να αναφερόμαστε σε "πρωτογενείς" και "δευτερογενείς" μεταβολίτες. Ένας πρωτογενής μεταβολίτης εμπλέκεται άμεσα στη φυσιολογική ανάπτυξη, εξέλιξη και αναπαραγωγή. Ένας δευτερογενής μεταβολίτης δεν εμπλέκεται άμεσα σε αυτές τις διαδικασίες, αλλά συνήθως έχει σημαντική οικολογική λειτουργία. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν αντιβιοτικά και χρωστικές. Αντιθέτως, σε μεταβολομικές αναλύσεις που πραγματοποιούνται σε ανθρώπινα δείγματα, είναι πιο συνηθισμένο να περιγράφονται οι μεταβολίτες είτε ως ενδογενείς (που παράγονται από τον οργανισμό ξενιστή) είτε ως εξωγενείς.