¿Qué es la genómica estructural?
La genómica estructural pretende describir la estructura tridimensional de cada proteína codificada por un genoma determinado. Este enfoque basado en el genoma permite un método de alto rendimiento para determinar la estructura mediante una combinación de enfoques experimentales y de modelización. La principal diferencia entre la genómica estructural y la predicción estructural tradicional es que la genómica estructural intenta determinar la estructura de cada proteína codificada por el genoma, en lugar de centrarse en una proteína concreta. Con las secuencias del genoma completo disponibles, la predicción de la estructura puede hacerse más rápidamente mediante una combinación de enfoques experimentales y de modelización, sobre todo porque la disponibilidad de un gran número de genomas secuenciados y de estructuras de proteínas resueltas previamente permite a los científicos modelizar la estructura de las proteínas a partir de las estructuras de homólogos resueltos previamente.

Dado que la estructura de las proteínas está estrechamente relacionada con su función, la genómica estructural tiene el potencial de informar sobre el conocimiento de la función de las proteínas. Además de dilucidar las funciones de las proteínas, la genómica estructural puede utilizarse para identificar nuevos pliegues proteicos y posibles dianas para el descubrimiento de fármacos. La genómica estructural implica la adopción de un gran número de enfoques para la determinación de la estructura, incluidos métodos experimentales que utilizan secuencias genómicas o enfoques basados en el modelado a partir de la homología de secuencia o estructural con una proteína de estructura conocida o basados en principios químicos y físicos para una proteína sin homología con ninguna estructura conocida.

A diferencia de la biología estructural tradicional, la determinación de la estructura de una proteína mediante un esfuerzo de genómica estructural suele producirse (aunque no siempre) antes de que se sepa nada sobre la función de la proteína. Esto plantea nuevos retos en la bioinformática estructural, es decir, determinar la función de una proteína a partir de su estructura 3D.

La genómica estructural hace hincapié en la determinación de alto rendimiento de las estructuras proteicas. Esto se lleva a cabo en centros dedicados a la genómica estructural.

Mientras que la mayoría de los biólogos estructurales buscan estructuras de proteínas individuales o grupos de proteínas, los especialistas en genómica estructural buscan estructuras de proteínas a escala de todo el genoma. Esto implica la clonación, expresión y purificación a gran escala. Una de las principales ventajas de este enfoque es la economía de escala. Por otro lado, a veces se cuestiona el valor científico de algunas estructuras resultantes. Un artículo de Science de enero de 2006 analiza el campo de la genómica estructural.

Una ventaja de la genómica estructural, como la Iniciativa sobre la Estructura de las Proteínas, es que la comunidad científica obtiene acceso inmediato a nuevas estructuras, así como a reactivos como clones y proteínas. Una desventaja es que muchas de estas estructuras son de proteínas de función desconocida y no tienen las publicaciones correspondientes. Esto requiere nuevas formas de comunicar esta información estructural a la comunidad investigadora en general. El núcleo de Bioinformática del Joint center for structural genomics (JCSG) ha desarrollado recientemente un enfoque basado en wiki, denominado Open protein structure annotation network (TOPSAN), para anotar las estructuras proteicas que surjan de los centros de genómica estructural de alto rendimiento.
What is structural genomics?
Structural genomics seeks to describe the 3-dimensional structure of every protein encoded by a given genome. This genome-based approach allows for a high-throughput method of structure determination by a combination of experimental and modeling approaches. The principal difference between structural genomics and traditional structural prediction is that structural genomics attempts to determine the structure of every protein encoded by the genome, rather than focusing on one particular protein. With full-genome sequences available, structure prediction can be done more quickly through a combination of experimental and modeling approaches, especially because the availability of large number of sequenced genomes and previously solved protein structures allows scientists to model protein structure on the structures of previously solved homologs.

Because protein structure is closely linked with protein function, the structural genomics has the potential to inform knowledge of protein function. In addition to elucidating protein functions, structural genomics can be used to identify novel protein folds and potential targets for drug discovery. Structural genomics involves taking a large number of approaches to structure determination, including experimental methods using genomic sequences or modeling-based approaches based on sequence or structural homology to a protein of known structure or based on chemical and physical principles for a protein with no homology to any known structure.

As opposed to traditional structural biology, the determination of a protein structure through a structural genomics effort often (but not always) comes before anything is known regarding the protein function. This raises new challenges in structural bioinformatics, i.e. determining protein function from its 3D structure.

Structural genomics emphasizes high throughput determination of protein structures. This is performed in dedicated centers of structural genomics.

While most structural biologists pursue structures of individual proteins or protein groups, specialists in structural genomics pursue structures of proteins on a genome wide scale. This implies large-scale cloning, expression and purification. One main advantage of this approach is economy of scale. On the other hand, the scientific value of some resultant structures is at times questioned. A Science article from January 2006 analyzes the structural genomics field.

One advantage of structural genomics, such as the Protein Structure Initiative, is that the scientific community gets immediate access to new structures, as well as to reagents such as clones and protein. A disadvantage is that many of these structures are of proteins of unknown function and do not have corresponding publications. This requires new ways of communicating this structural information to the broader research community. The Bioinformatics core of the Joint center for structural genomics (JCSG) has recently developed a wiki-based approach namely Open protein structure annotation network (TOPSAN) for annotating protein structures emerging from high-throughput structural genomics centers.