根据中心法则可知，基因通过转录成mRNA，mRNA进一步翻译表达为蛋白质来调控生命活动。在这一过程中，mRNA处于基因表达的中央枢纽地位，代表了基因表达的中间状态，可以反映基因转录、转录调控以及转录后调控的相关分子机理；蛋白质是生物功能的zuì终载体，蛋白质组代表生物体执行直接功能的状态，反映了转录本的真实表达情况；代谢组处于转录表达网络以及蛋白质作用网络下游，提供的是生命活动的终端信息，可以反映生物体表型的状态变化，探索整个生物体的代谢机制。
转录组与蛋白质组之间通过翻译过程彼此关联，每个蛋白质都有与其相对应的转录本，将二者的数据进行整合分析，可以通过蛋白 ID 寻找与之匹配的转录本数据。蛋白质组与代谢组的关联分析通常基于同一条KEGG 通路进行，通过寻找某一重要代谢通路中差异表达的蛋白质以及发生变化的代谢物，进一步探讨两者的变化是否存在某种直接联系，快速锁定同一生物进程的相互关联的关键蛋白质和代谢物，挖掘相关靶标分子。转录组结合蛋白组以及代谢组的多组学分析将同一生物进程中的mRNA、蛋白质以及小分子代谢物联系起来，从“原因”和“结果”两个层面来探究生物学机理，筛选同一代谢通路中起调控作用的转录本、起关键作用的蛋白质和代谢物，绘制环环相扣的代谢通路的分子机理图，从深层次认识和解释复杂的生物学过程。
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