Unlocking the Genetic Code: Exploring the Frontiers of Genomics
Übersicht
Genomikist ein interdisziplinäres Feld der Biologie, das sich auf die Struktur, Funktion, Evolution, Kartierung und Bearbeitung von Genomen konzentriert. Ein Genom ist die vollständige DNA-Sammlung eines Organismus, einschließlich aller seiner Gene sowie seiner hierarchischen, dreidimensionalen strukturellen Konfiguration. Im Gegensatz zur Genetik, die sich auf das Studium einzelner Gene und ihrer Rolle bei der Vererbung bezieht, zielt die Genomik auf die kollektive Charakterisierung und Quantifizierung aller Gene eines Organismus, ihrer Wechselbeziehungen und ihres Einflusses auf den Organismus ab.
Gene können die Produktion von Proteinen mit Hilfe von Enzymen und Botenmolekülen steuern. Proteine bilden wiederum Körperstrukturen wie Organe und Gewebe und steuern chemische Reaktionen und übertragen Signale zwischen Zellen.
Die Genomik beinhaltet auch die Sequenzierung und Analyse von Genomen durch den Einsatz von Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierung und Bioinformatik, um die Funktion und Struktur ganzer Genome zu assemblieren und zu analysieren.
Genomik vs. Genetik
Genomik unterscheidet sich von der Genetik. Während die Genetik das Studium der Vererbung ist, wird Genomik als das Studium von Genen und ihren Funktionen sowie verwandten Techniken definiert.
Der Hauptunterschied zwischen Genomik und Genetik besteht darin, dass die Genetik die Funktion und Zusammensetzung eines einzelnen Gens untersucht, während sich die Genomik mit allen Genen und ihren Wechselbeziehungen befasst, um ihren kombinierten Einfluss auf das Wachstum und die Entwicklung des Organismus zu ermitteln.
Der Vater der Genomik: Frederick Sanger (1918–2013)
Frederick Sanger, 'der Vater der Genomik', war einer von nur vier Wissenschaftlern, die zwei Nobelpreise erhielten, und der einzige, der beide in Chemie erhielt. Beide wurden für die Erfindung von Methoden zur Bestimmung der Reihenfolge der biologischen Bausteine des Lebens verliehen.
Anwendungen der Genomik
Genomik: Marktgröße
Die globale Marktgröße für Genomik wird bis 2030 voraussichtlich rund 96,25 Milliarden US-Dollar betragen. Die globale Marktgröße für Genomik wurde 2021 auf 27,90 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird im Prognosezeitraum von 2022 bis 2030 voraussichtlich mit einer CAGR von 20,9 % wachsen.
Der Markt hat im Jahr 2020 mehrere Produkteinführungen erlebt, was auf einen Anstieg des Wettbewerbs um die Entwicklung genomischer Testlösungen für COVID-19 zurückzuführen ist. So brachte ThermoFisher im Dezember 2020 das Applied Biosystems TaqCheck SARS-CoV-2 Fast PCR Assay auf den Markt – einen neuen, auf Speichel basierenden PCR-Test zum Nachweis einer COVID-19-Infektion. In ähnlicher Weise gab Cepheid im Juni 2020 die Entwicklung des Xpert Xpress SARS-CoV-2/Flu/RSV Vier-in-Eins-Tests bekannt, mit dem diese vier Erreger aus einer einzigen Probe nachgewiesen werden können. Dieser Test kann auf den GeneXpert-Systemen von Cepheid durchgeführt werden.
Genomik: Triebkräfte
- Zunehmende Anzahl staatlich geförderter Genomprojekte zur Förderung des Wachstums:Einer der prominenten Faktoren, die zum Wachstum des Marktes beigetragen haben, ist die steigende Anzahl staatlich finanzierter Genomprojekte. Eine genomische Studie ist ein wesentliches Instrument, das die Entwicklung wirksamer Therapien unterstützen kann; ein Hauptfaktor, warum mehrere Regierungsorganisationen in Genomprojekte investieren. So arbeitete Genomics England mit dem NHS zusammen und startete den Genomic Medicine Service, der die Ganzgenomsequenzierung in die routinemäßige medizinische Versorgung integrierte.
- Neue Produkte und innovative Dienstleistungen zur Förderung der Einführung der Genomsequenzierung:Die Verlagerung hin zu personalisierten Medikamenten und die sinkenden Kosten der Sequenzierung aufgrund der Einführung der NGS-Technologie haben mehrere neue Produkte und Dienstleistungen hervorgebracht. Der Markt wird allmählich wettbewerbsintensiver, da neue Akteure in den Markt eintreten, und daher führen die Unternehmen fortschrittliche Produkte und Dienstleistungen ein, um ihre Position zu festigen.
Arten der Genomik
Die Menschen studieren und experimentieren mit Genomik für viele verschiedene Zwecke. Hier sind Beispiele für die verschiedenen Arten der Genomik:
- Strukturgenomik: Zielt darauf ab, die Struktur jedes vom Genom kodierten Proteins zu bestimmen
- Funktionelle Genomik: Zielt darauf ab, Daten aus der Sequenzierung zu sammeln und zu verwenden, um Gen- und Proteinfunktionen zu beschreiben
- Vergleichende Genomik: Zielt darauf ab, genomische Merkmale zwischen verschiedenen Arten zu vergleichen
- Mutationsgenomik: Untersucht das Genom im Hinblick auf Mutationen, die in der DNA oder dem Genom einer Person auftreten
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Genetik, die sich auf das Studium einzelner Gene und ihre Rolle bei der Vererbung bezieht, die Genomik auf die kollektive Charakterisierung und Quantifizierung aller Gene eines Organismus, ihrer Wechselbeziehungen und ihres Einflusses auf den Organismus abzielt. Der Hauptunterschied zwischen Genomik und Genetik besteht darin, dass die Genetik die Funktion und Zusammensetzung eines einzelnen Gens untersucht, während sich die Genomik mit allen Genen und ihren Wechselbeziehungen befasst, um ihren kombinierten Einfluss auf das Wachstum und die Entwicklung des Organismus zu identifizieren. Der Markt hat im Jahr 2020 mehrere Produkteinführungen erlebt, was auf einen Anstieg des Wettbewerbs um die Entwicklung genomischer Testlösungen für COVID-19 zurückzuführen ist.
Autor:Dipanshi Singh