Nøgleforskel – cDNA vs genomisk bibliotek
Der er to hovedtyper af DNA-biblioteker konstrueret af videnskabsmænd ved hjælp af genteknologiske teknikker. Det er cDNA-bibliotek og genomisk bibliotek. Den vigtigste forskel mellem cDNA og genomisk bibliotek er, at cDNA-biblioteket indeholder det klonede komplementære DNA af tot alt mRNA fra en organisme, mens det genomiske DNA-bibliotek indeholder de klonede fragmenter af hele genomet af en organisme. Det genomiske DNA-bibliotek er større end cDNA-biblioteket.
Hvad er et genomisk bibliotek?
Et genomisk DNA-bibliotek er en samling af kloner, der bærer fragmenterne af tot alt genomisk DNA fra en organisme. Det indeholder hele det genomiske DNA fra den organisme, inklusive kodende og ikke-kodende sekvenser. Konstruktionen af et genomisk bibliotek udføres af den rekombinante DNA-teknologi efterfulgt af kloning (genteknologi). Der er forskellige trin involveret i konstruktionen som vist i figur 01. Processen starter med den genomiske DNA-isolering. Ved hjælp af en passende DNA-ekstraktionsprotokol bør det totale genomiske DNA fra en organisme isoleres. Derefter skal DNA'et omdannes til håndterbare størrelser eller til de specifikke fragmenter ved hjælp af restriktionsendonukleaser (DNA-skærende enzymer). Fragmenteret DNA bør indsættes i vektorer ved hjælp af DNA-ligaser (DNA-sammenføjningsenzymer). En vektor er en selvreplikerende organisme. Plasmider og bakteriofager er almindeligt anvendte vektorer i den rekombinante DNA-teknologi. Disse ligerede vektorer er kendt som rekombinante DNA-molekyler, da de bærer både egne og indsatte DNA-sekvenser. Rekombinante vektorer føjes til en værtsbakterie og bringes til at optage de rekombinante vektorer inde i bakteriecellen. Bakterier med rekombinante vektorer (plasmider) bør dyrkes i et dyrkningsmedium. Under den bakterielle multiplikation replikerer bakterielt DNA sammen med rekombinante plasmider deres genomer og producerer kloner. Disse kloner indeholder hele genomet af kildeorganismen. Derfor kaldes det et genomisk bibliotek. Plasmider kan let adskilles fra det bakterielle kromosomale DNA for at konstruere det genomiske bibliotek af denne organisme. Hvis en bestemt organisme indeholder interesserede gener, er det let at påvise det i det genomiske bibliotek ved hybridisering ved hjælp af molekylære prober (markører).
Genomiske biblioteker er vigtige for at studere den genomiske struktur og funktion, specifikke gener, genplacering, genkortlægning, mutationer, gensekventering, identifikation af nye terapeutiske gener osv.
Figur_1: Konstruktion af et genomisk bibliotek
Hvad er et cDNA-bibliotek?
Et cDNA-bibliotek er en samling af komplementære DNA (cDNA)-kloner syntetiseret fra tot alt mRNA fra en organisme. Byggeproceduren involverer forskellige trin. Oprensning af tot alt mRNA fra en organisme er det første involverede trin. Isoleret mRNA omdannes til cDNA-strenge ved en proces kaldet revers transkription. Revers transkription lettes af et enzym kaldet revers transkriptase. Den bruger en lille 3'-primer og initierer syntesen af den første cDNA-streng komplementær til skabelon-mRNA-strengen. Resulterende dobbeltstrenget cDNA omdannes til mindre fragmenter under anvendelse af restriktionsendonukleaser og indsættes i egnede vektorer. Disse konstruerede rekombinante molekyler tilsættes derefter til en værtsorganisme og dyrkes i et dyrkningsmedium for at producere kloner. Samlingen af kloner indeholdende cDNA-fragmenter af en organisme er kendt som et cDNA-bibliotek. Fuldt skåret modent mRNA indeholder ikke introner og regulatoriske regioner. Derfor er ikke-kodende fragmenter ikke til stede i cDNA-biblioteker i modsætning til i et genomisk bibliotek.
cDNA-biblioteker er vigtige til analyse af kodende regioner, genfunktioner, ekspression af gener osv.
Figur_2: Konstruktion af et cDNA-bibliotek
Hvad er forskellen mellem cDNA og genomisk bibliotek?
cDNA vs Genomic Library |
|
| cDNA-biblioteket er en samling af klonerne, der bærer det komplementære DNA til en organismes mRNA | Genomisk bibliotek er en samling af klonerne, der bærer det totale genomiske DNA fra en organisme. |
| Coding vs Noncoding Sequences | |
| cDNA-biblioteket indeholder kun de kodende sekvenser; den indeholder ikke introner. | Genomisk bibliotek består af hele det genomiske DNA inklusive ikke-kodende (introner og regulatorisk) DNA. |
| Size | |
| cDNA-biblioteket er lille. | Genomisk bibliotek er stort. |
| Startmateriale | |
| Udgangsmateriale er mRNA | Udgangsmaterialet er DNA. |
| Involvering af omvendt transskription. | |
| Omvendt transkription sker i den første cDNA-strengsyntese. | Omvendt transskription sker ikke. |
Oversigt – cDNA og genomisk bibliotek
Det genomiske bibliotek repræsenterer en population af kloner, der bærer det fragmenterede totale genomiske DNA fra en organisme. cDNA-bibliotek repræsenterer populationen af kloner, der bærer komplementært DNA af det totale mRNA af en organisme. En cDNA-klon indeholder kun de sekvenser, der findes i mRNA, mens den genomiske klon indeholder sekvenserne af hele genomet. Dette er forskellen mellem cDNA og genomisk bibliotek.
