Omik Veri

Omik Nedir?

Biyoloji bilim dalında, ek olarak kullanılan "–omik", geniş biyolojik moleküllerin incelenmesi adına yapılan çalışmaları ifade eder. Birden fazla farklı teknolojilerin bir araya getirilerek moleküller arasındaki ilişkileri, moleküllerin rollerini ve bir organizmayı yapan tüm hücrelerin etkilerini araştırmak, omik denilen terim ile ifade edilir.

Omik teknolojilere örnek verecek olursak; genomik, proteomik, metabolomik, transkriptomik, epigenomik gibi birçok alan mevcuttur.

Omik teknolojiler, bir tür içinde veya farklı türler arasındaki DNA, RNA, protein ve hücresel moleküller arasında bulunan farklılıkları incelemek için ihtiyaç duyulan araçları sağlar. Omik deneyler, hücre içindeki fonksiyonel ve yapısal değişikliklerle çok büyük veriler üretebilir.

Genomik

Genomik, organizmaların tüm genomlarını fonksiyonel ve yapısal olarak inceleyen ve genetikte bulunan öğeleri birleştiren bilim dalına denir. Bu bilim dalı, rekombinant DNA, biyoinformatik ve DNA dizileme metodlarının kombinasyonunu kullanarak, dizileme ve bir araya toparlamayı gerçekleştirerek genoma ait yapıyı ve fonksiyonları analiz eder. Klasik genetikteki  bir tek geni incelemek yerine bütün genomu inceleyen genomik dalı, organizmaya ait tüm DNA dizilerinin kullanımı ile bunu gerçekleştirir.

Genomik dalının önemli bir bölümü kromozomlardaki kalıtımın ana birimi olan  genomik DNA nın dizisini belirlemektir. Tarihsel olarak bakıldığı zaman DNA dizilemesi adına yapılan çalışmalar 1970 li yıllara kadar uzanmaktadır. DNA yapısının keşfi ile bu moleküle olan merak yıldan yıla artmıştır ve DNA nın dizilemesini gerçekleştirmek için bir çok yöntem geliştirilmiştir. 2003 yılında insan genomunun dizilenmesi ile insana ait genetik haritanın ortaya çıkarılması bu alanda çok büyük bir yankı uyandırmıştır.

Genomik bilim dalının gelişmesiyle birlikte bu alana ait birçok alt dal da oluşmaya başladı. Bunlardan en önemlileri fonksiyonel genomik, karşılaştırmalı genomik, yapısal genomik ve farmakogenomiktir. Fonksiyonel genomik, DNA, RNA ve proteinlere ait dizilerin analiz edilerek, hücredeki rollerini belirlemede kullanılır.  Farklı bilgisayar algoritmalarının ve veritabanlarının moleküler biyolojide uygulanması ile analizler gerçekleştirilir. Karşılaştırmalı genomik, organizmalardaki evrimsel ilişkileri inceleyerek aradaki farklılıklar hakkında bilgi sunar.  Aynı zamanda farklı organizmaların birbirine olan genetik benzerliği hakkında da birçok veri elde edilebilir. Bu aşamalar genom dizisinin tamamının bilinmesi ile daha net ve güvenilir sonuçlar verir. Farmakogenomik dalı kişiye özel tıp terimi ile bağdaştırılabilir, çünkü bir ilacın kişi üzerindeki etkisinin incelenmesini sağlar. İlaçlar her bireyde aynı etkiyi göstermeyebilir. Bu nedenle farmakogenomik çalışmaların önemi ve katkısı ilaçların bireyler üzerindeki etkisini veya toksisitesini anlamada çok büyüktür.

Proteomik

Proteom bir organizmada veya sistemde üretilen protein dizisine verilen isimdir. Proteomik ise geniş manada proteomun incelenmesini sağlayan bilim dalıdır. Proteom sabit değildir. Yani hücreden hücreye farklılık gösterebilir ve zamanla değişebilir. Proteomik dalının kullanım alanları şöyledir; 

•  Proteinlerin nerede ve ne zaman üretildiğini belirlemek
•  Protein üretiminin oranını belirlemek
• Yapısal olarak proteinlerin nasıl değiştiğini incelemek
• Metabolik yolaklarda proteinlerin fonksiyonunu belirlemek
• Proteinlerin birbiri arasındaki etkileşimini incelemek

Proteomu derinlemesine araştırmak adına yüksek verimli teknolojiler geliştirilmiştir. Bu teknolojiler sayesinde birçok veri üretilebilmektedir. Bu verilerin saklanması ve depolanması için farklı veritabanları bulunmaktadır. (Bu veritabanlarından bir sonraki yazımızda bahsedeceğiz.)

Metabolomik

Metabolomik, belirli bir zamanda,  bir biyolojik sistemdeki küçük metabolik moleküllerin (örneğin vitaminler) sistematik olarak  kimliklerinin ve  miktarının belirlenmesini inceleyen  bilim  dalıdır. 

Küçük moleküller  metabolik  yolakları  takip ederek bir hücre içerisinde bulunan diğer biyolojik moleküllerle  etkileşim halinde enerji aktarımını sağlar. Küçük moleküllerin tamamına metabolom denir.

Metabolom  zamana bağlı  olarak  değişkenlik gösterebilir. Metabolomik bilim dalı, hücre ve dokuların belli başlı biyokimyasal aktivitelerini yansıttığı için güçlü bir araçtır.

Transkriptomik

Transkriptomik, genom tarafından belli koşullar altında üretilen RNA transkript setinin tamamını inceleyen bilim dalına verilen addır. Bu bilim dalında da diğer omik alanlarında olduğu gibi yüksek verimli metodlar (örneğin mikrodizi analizleri) kullanılır. 

Transkriptomların karşılaştırılması ile ayrı hücre populasyonlarındaki farklı ifade edilen genlerin belirlenmesi gerçekleştirilir. Ayrıca farklı tedavi yöntemlerinde genlerin nasıl ekspresyon yaptığı da anlaşılabilir.

Bu bilim dalı özellikle transkriptlerin çevresel etkilerden, ilaçlardan, gelişmeden ve hormonlardan nasıl etkilendiği üzerindeki araştırmalar üzerine yoğunlaşır.  

Kaynakça

• Sherry L. Ward, PhD, MBA. ‘OMICS, BIOINFORMATICS, COMPUTATIONAL BIOLOGY.201. 

          www.alttox.org/mapp/emerging-technologies/omics-bioinformatics-computational-biology/

• What is Genomics? (2012) 

          www.genomic.org.uk/

• Anthony J.F. Griffiths.Genomics.University of British Columbia, Vancouver.2016

• What is Proteomics?       

          www.ebi.ac.uk/training/online/course/proteomics-introduction-ebi-resources/what-proteomics

• Metabolomics 

          www.nature.com/subjects/metabolomics

• Transcriptomics

          www.nature.com/subjects/transcriptomics

• Centre for Omics Sciences

          www.omicscentre.com/