GENOM, PROTEOM, METABOLOM

Vorgänge in Lebewesen, im Gewebe, in Zellen und in Stoffwechselvorgängen werden mit den Begriffen Genom, Proteom und Metabolom in Verbindunggebracht. Im Genom wird die Gesamtheit der vererbbaren Informationen einerZelle in Form der DNA gespeichert. Die DNA enthält im Prinzip die "Baupläne" für die Zelle und alle ihre Bestandteile wie zum Beispiel die Proteine. Die Gesamtheit aller Proteine in einem Lebewesen oder einer Zelle unter exakt definierten Bedingungen und zu einem bestimmten Zeitpunkt wird als Proteom bezeichnet.

Im Metabolom bildet sich auf der Ebene der überwiegend niedermolekularen Substanzen wie Vitamine, Hormone, Fette mit Substanzen wie z.B. Cholesterin, Glukose oder Progesteron der Stoffwechsel der Zelle ab. Das Metabolom fasst alle charakteristischen Stoffwechsel-Eigenschaften der Zelle bzw. des Gewebes zusammen. Genom, Proteom und Metabolom sind nicht unabhängig voneinander zu betrachten, sondern bilden ein dynamisches System hoher Komplexität, in welchem die Komponenten in Wechselwirkung miteinander treten.

Im Genom sind zwar die Baupläne für Proteine und Aminosäuren enthalten, welche für die Zellen nützlich sind. Manchmal finden sich aber auch solche, welche die Zellen schädigen oder interne Signalwege umfunktionieren. Krankheiten spielen sich auf der Ebene des Stoffwechsels ab: Proteine greifen in den Stoffwechsel der Zelle ein oder toxische Substanzen zerstören Proteine und Enzyme, die den Stoffwechsel regulieren. Damit werden dann auch Substanzen im Metabolom beeinflusst, die den Energiehaushalt der Zelle (z.B. Glukose) oder die Signalübermittlung (z.B. Hormone oder Neurotransmitter) bestimmen. Auslöser kann eine Gruppe von Genen sein, die mutierten oder bisher abgeschaltet waren. Externe Ursachen können hierfür der Anlass sein (z.B. Melanome durch UV-Strahlung), aber auch interne Auslöser sind bekannt (z.B. fehlerhafte Protein-Protein-Interaktion).

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