Avainero – cDNA vs genominen kirjasto
On olemassa kaksi päätyyppiä DNA-kirjastoja, jotka tiedemiehet ovat rakentaneet geenitekniikan tekniikoita käyttäen. Nämä ovat cDNA-kirjasto ja genominen kirjasto. avainero cDNA:n ja genomisen kirjaston välillä on, että cDNA-kirjasto sisältää organismin kokonais-mRNA:n kloonatun komplementaarisen DNA:n, kun taas genominen DNA-kirjasto sisältää organismin koko genomin kloonatut fragmentit. Genominen DNA-kirjasto on suurempi kuin cDNA-kirjasto.
Mikä on genominen kirjasto?
Genominen DNA-kirjasto on kokoelma klooneja, jotka sisältävät organismin genomisen kokonais-DNA:n fragmentteja. Se sisältää kyseisen organismin koko genomisen DNA:n, mukaan lukien koodaavat ja ei-koodaavat sekvenssit. Genomisen kirjaston rakentaminen suoritetaan yhdistelmä-DNA-tekniikalla, jota seuraa kloonaus (geenitekniikka). Rakentamiseen liittyy erilaisia vaiheita, kuten kuvassa 01 on esitetty. Prosessi alkaa genomisen DNA:n eristämisellä. Organismin genominen kokonais-DNA tulisi eristää käyttämällä sopivaa DNA-uuttoprotokollaa. Sitten DNA tulisi muuntaa hallittavissa oleviksi kokoisiksi tai spesifisiksi fragmenteiksi restriktioendonukleaasien (DNA-leikkausentsyymien) avulla. Fragmentoitu DNA tulee insertoida vektoreihin käyttämällä DNA-ligaaseja (DNA:ta yhdistäviä entsyymejä). Vektori on itseään replikoituva organismi. Plasmidit ja bakteriofagit ovat yleisesti käytettyjä vektoreita yhdistelmä-DNA-tekniikassa. Nämä ligatoidut vektorit tunnetaan rekombinantti-DNA-molekyyleina, koska niissä on sekä omia että insertoituja DNA-sekvenssejä. Rekombinanttivektorit lisätään isäntäbakteeriin ja ne saatetaan ottamaan vastaan rekombinanttivektorit bakteerisolun sisällä. Rekombinanttivektoreita (plasmideja) sisältäviä bakteereja tulisi kasvattaa viljelyalustassa. Bakteerien lisääntymisen aikana bakteeri-DNA yhdessä rekombinanttiplasmidien kanssa replikoi genomejaan ja tuottaa klooneja. Nämä kloonit sisältävät lähdeorganismin koko genomin. Siksi sitä kutsutaan genomikirjastoksi. Plasmidit voidaan helposti erottaa bakteerien kromosomaalisesta DNA:sta kyseisen organismin genomisen kirjaston muodostamiseksi. Jos tietty organismi sisältää kiinnostuneita geenejä, se on helppo havaita genomikirjastosta hybridisoimalla käyttämällä molekyylikoettimia (markkereita).
Genomikirjastot ovat tärkeitä genomisen rakenteen ja toiminnan, tiettyjen geenien, geenien sijainnin, geenikartoituksen, mutaatioiden, geenisekvensoinnin, uusien terapeuttisten geenien tunnistamisen jne. tutkimisessa.
Kuva_1: Genomisen kirjaston rakentaminen
Mikä on cDNA-kirjasto?
cDNA-kirjasto on kokoelma komplementaarisia DNA- (cDNA) klooneja, jotka on syntetisoitu organismin kokonais-mRNA:sta. Rakennusprosessi sisältää erilaisia vaiheita. Kokonais-mRNA:n puhdistaminen organismista on ensimmäinen vaihe. Eristetty mRNA muunnetaan cDNA-säikeiksi prosessilla, jota kutsutaan käänteistranskriptioksi. Käänteistranskriptiota helpottaa entsyymi, jota kutsutaan käänteistranskriptaasiksi. Se käyttää pientä 3'-aluketta ja käynnistää ensimmäisen cDNA-juosteen synteesin, joka on komplementaarinen templaatti-mRNA-juosteen kanssa. Tuloksena oleva kaksijuosteinen cDNA muunnetaan pienemmiksi fragmenteiksi käyttämällä restriktioendonukleaaseja ja insertoidaan sopiviin vektoreihin. Nämä konstruoidut rekombinanttimolekyylit lisätään sitten isäntäorganismiin ja kasvatetaan viljelyalustassa kloonien tuottamiseksi. Organismin cDNA-fragmentteja sisältävien kloonien kokoelma tunnetaan cDNA-kirjastona. Täysin viipaloitu kypsä mRNA ei sisällä introneita ja säätelyalueita. Siksi ei-koodaavia fragmentteja ei ole läsnä cDNA-kirjastoissa toisin kuin genomikirjastossa.
cDNA-kirjastot ovat tärkeitä koodaavien alueiden, geenitoimintojen, geenien ilmentymisen jne. analysoinnissa.
Kuva_2: cDNA-kirjaston rakentaminen
Mitä eroa on cDNA:n ja Genomic Libraryn välillä?
cDNA vs Genomic Library |
|
| cDNA-kirjasto on kokoelma klooneja, jotka sisältävät komplementaarisen DNA:n organismin mRNA:lle | Genominen kirjasto on kokoelma klooneja, jotka sisältävät organismin koko genomisen DNA:n. |
| Koodaus vs. koodaamattomat sekvenssit | |
| cDNA-kirjasto sisältää vain koodaavat sekvenssit; se ei sisällä introneja. | Genominen kirjasto koostuu koko genomisesta DNA:sta, mukaan lukien ei-koodaava (intronit ja säätelevä) DNA. |
| Koko | |
| cDNA-kirjasto on pieni. | Genominen kirjasto on suuri. |
| Lähtömateriaali | |
| Lähtömateriaali on mRNA | Lähtömateriaali on DNA. |
| Käänteisen transkription osallistuminen. | |
| Käänteistranskriptio tapahtuu ensimmäisessä cDNA-juosteen synteesissä. | Käänteistä transkriptiota ei tapahdu. |
Yhteenveto – cDNA ja genominen kirjasto
Genomikirjasto edustaa kloonipopulaatiota, joka sisältää organismin fragmentoidun genomisen kokonais-DNA:n. cDNA-kirjasto edustaa kloonien populaatiota, joka sisältää organismin kokonais-mRNA:n komplementaarisen DNA:n. cDNA-klooni sisältää vain mRNA:ssa löydetyt sekvenssit, kun taas genominen klooni sisältää koko genomin sekvenssit. Tämä on ero cDNA:n ja genomisen kirjaston välillä.
