植物产生大量的次生代谢物，在制药、香料、染料、香料和杀虫剂等方面具有巨大的应用潜力。然而，该植物的次生代谢特征仍然不明显。为了利用自然的生物合成机制，了解酶的途径和潜在的遗传图谱是必不可少的。下一代测序技术(NGS)的出现，使数百万个DNA序列的测序成为可能。因此，生物信息学数据的数量呈指数增长。功能基因组学利用这些大量的数据从基因组、转录组和蛋白质组水平研究基因的功能。在这个实验室中，我们将使用功能基因组学技术来描述萜类化合物的酶促途径，这有可能被用作抗疟疾药物。
遗传密码:每个密码子(核苷酸三联体)编码一个氨基酸。
转录
每一种酶都由一条或多条氨基酸链组成，这些氨基酸链可以折叠成蛋白质的三维结构。每个氨基酸由相应基因序列的三个核苷酸编码。这些基因是包含在细胞核中的DNA分子的延伸。信号分子和转录因子的复杂网络调节着每个细胞中的基因转录。当蛋白质复合物与启动子序列结合时，就会触发DNA编码转录为互补RNA序列。
观看这段描述转录过程的分子动画:
RNA加工
一旦被转录，单链RNA分子就会折叠起来，并被酶复合物进一步处理。RNA分子发挥着多种重要作用。只有大约3%的植物rna编码蛋白质。这些所谓的信使RNA是由剪接体处理的，剪接RNA的某些部分。这些剪接的片段称为内含子，而其余的蛋白质编码序列由外显子组成。内含子可以被认为是不重要的垃圾序列;然而，它们也负责可选择的剪接模式，这导致不同的蛋白质从一个基因衍生。一些内含子也被加工成功能性的非编码rna。
在3'端加入多个腺嘌呤残基，在5'端加入甲基化鸟嘌呤。其余带有侧翼非翻译区(UTR)的外显子延伸，成熟的mRNA被输出出细胞核。
请观看这段动画，它展示了拼接机器的分子结构:
翻译
在向核糖体募集时，mRNA被翻译成氨基酸序列。翻译从开始密码子开始，开始密码子标志着外显子序列的开始，并决定翻译的阅读框架。在起始密码子之后，腺苷-尿嘧啶-鸟嘌呤(AUG)，每个核苷酸三联体被翻译成一个氨基酸，直到终止密码子(UAA, UAG或UGA)结束翻译。新合成的肽链折叠起来形成了酶的三维结构。
观看这段翻译机器的分子表现:
转录组
蛋白质测序比DNA测序要困难得多。因此，蛋白质序列通常是由编码蛋白质的寡核苷酸序列获得的。要研究某一细胞群中的酶，不需要对该生物的整个基因组进行测序。转录组是一个细胞或细胞群中所有转录后的RNA分子的集合。因为转录组只包含基因组的一小部分，转录组测序要快得多，而且只对转录后的基因进行内部测序。此外，转录组数据提供了基因表达量的信息，可以用来分析差异基因表达。在活细胞中，RNA不断更替，基因表达也不断调整。RNA分子的不稳定性使得有必要将RNA反转录成DNA以便测序。