Genom vám řekne, jaké proteiny by mohly být vyrobeny. Proteomika vám řekne, jaké proteiny jsou skutečně přítomny. Jde o rozsáhlé studium proteinů, včetně jejich exprese, modifikace, interakce a funkce. Proteiny jsou tahouny buňky a jejich hladiny se mění v reakci na nemoc, léky a prostředí. Proteomika zachycuje tento dynamický stav.

Tato oblast se opírá o hmotnostní spektrometrii a separační techniky. Vzorek je štěpen na peptidy, separován kapalinovou chromatografií a analyzován hmotnostní spektrometrií. Výsledná spektra jsou porovnána s proteinovými databázemi za účelem identifikace a kvantifikace proteinů. V jediném experimentu lze detekovat tisíce proteinů. Lze také mapovat posttranslační modifikace, jako je fosforylace a glykosylace.

Proteomika se používá k nalezení biomarkerů onemocnění, pochopení mechanismů léčiv a studium interakcí proteinů. Používá se ve výzkumu rakoviny k identifikaci proteinů, které řídí růst nádorů. Používá se v mikrobiologii ke studiu toho, jak patogeny reagují na antibiotika. Používá se v zemědělství ke zlepšení tolerance plodin vůči stresu.

Problémy jsou technického charakteru. Proteiny se v hojnosti značně liší, od milionů kopií na buňku až po několik málo. Proteiny s nízkým výskytem je obtížné detekovat. Data jsou složitá a jejich interpretace vyžaduje bioinformatiku. Proteomika však dozrává a doplňuje genomiku a transkriptomiku, aby poskytla úplnější obraz biologie.