Nøkkelforskjell – cDNA vs genomisk bibliotek
Det er to hovedtyper av DNA-biblioteker konstruert av forskere ved bruk av genteknologi. Disse er cDNA-bibliotek og genomisk bibliotek. Nøkkelforskjellen mellom cDNA og genomisk bibliotek er at cDNA-biblioteket inneholder det klonede komplementære DNAet til tot alt mRNA fra en organisme, mens det genomiske DNA-biblioteket inneholder de klonede fragmentene av hele genomet til en organisme. Det genomiske DNA-biblioteket er større enn cDNA-biblioteket.
Hva er et genomisk bibliotek?
Et genomisk DNA-bibliotek er en samling av kloner som bærer fragmentene av tot alt genomisk DNA til en organisme. Den inneholder hele det genomiske DNA fra den organismen, inkludert kodende og ikke-kodende sekvenser. Konstruksjonen av et genomisk bibliotek utføres av den rekombinante DNA-teknologien etterfulgt av kloning (genteknologi). Det er ulike trinn involvert i konstruksjonen som vist i figur 01. Prosessen starter med den genomiske DNA-isolasjonen. Ved å bruke en passende DNA-ekstraksjonsprotokoll, bør tot alt genomisk DNA fra en organisme isoleres. Deretter bør DNAet omdannes til håndterbare størrelser eller til de spesifikke fragmentene ved hjelp av restriksjonsendonukleaser (DNA-skjærende enzymer). Fragmentert DNA bør settes inn i vektorer ved bruk av DNA-ligaser (DNA-sammenføyningsenzymer). En vektor er en selvreplikerende organisme. Plasmider og bakteriofager er ofte brukte vektorer i den rekombinante DNA-teknologien. Disse ligerte vektorene er kjent som rekombinante DNA-molekyler siden de bærer både egne og innsatte DNA-sekvenser. Rekombinante vektorer blir lagt til en vertsbakterie og laget for å ta opp de rekombinante vektorene inne i bakteriecellen. Bakterier med rekombinante vektorer (plasmider) bør dyrkes i et kulturmedium. Under bakteriemultiplikasjonen replikerer bakteriell DNA, sammen med rekombinante plasmider, genomene og produserer kloner. Disse klonene inneholder hele genomet til kildeorganismen. Derfor kalles det et genomisk bibliotek. Plasmider kan lett separeres fra det bakterielle kromosomale DNA for å konstruere det genomiske biblioteket til den organismen. Hvis en bestemt organisme inneholder interesserte gener, er det lett å oppdage den i det genomiske biblioteket ved hybridisering ved bruk av molekylære prober (markører).
Genomiske biblioteker er viktige for å studere den genomiske strukturen og funksjonen, spesifikke gener, genplassering, genkartlegging, mutasjoner, gensekvensering, identifisering av nye terapeutiske gener osv.
Figure_1: Konstruksjon av et genomisk bibliotek
Hva er et cDNA-bibliotek?
Et cDNA-bibliotek er en samling av komplementære DNA (cDNA)-kloner syntetisert fra tot alt mRNA fra en organisme. Byggeprosedyren innebærer forskjellige trinn. Rensing av tot alt mRNA fra en organisme er det første trinnet involvert. Isolert mRNA omdannes til cDNA-tråder ved en prosess som kalles revers transkripsjon. Revers transkripsjon forenkles av et enzym k alt revers transkriptase. Den bruker en liten 3'-primer og initierer syntesen av den første cDNA-strengen komplementær til mal-mRNA-strengen. Resulterende dobbelttrådet cDNA omdannes til mindre fragmenter ved å bruke restriksjonsendonukleaser og settes inn i egnede vektorer. Disse konstruerte rekombinante molekylene tilsettes deretter til en vertsorganisme og dyrkes i et kulturmedium for å produsere kloner. Samlingen av kloner som inneholder cDNA-fragmenter av en organisme er kjent som et cDNA-bibliotek. Fullt oppskåret modent mRNA inneholder ikke introner og regulatoriske regioner. Derfor er ikke-kodende fragmenter til stede i cDNA-biblioteker i motsetning til i et genomisk bibliotek.
cDNA-biblioteker er viktige for analyse av kodende regioner, genfunksjoner, ekspresjon av gener osv.
Figure_2: Bygging av et cDNA-bibliotek
Hva er forskjellen mellom cDNA og genomisk bibliotek?
cDNA vs Genomic Library |
|
| cDNA-biblioteket er en samling av klonene som bærer det komplementære DNA-et til mRNA-en til en organisme | Genomisk bibliotek er en samling av klonene som bærer det totale genomiske DNAet til en organisme. |
| Coding vs Noncoding Sequences | |
| cDNA-biblioteket inneholder bare de kodende sekvensene; den inneholder ikke introner. | Genomisk bibliotek består av hele det genomiske DNA, inkludert ikke-kodende (introner og regulatorisk) DNA. |
| Size | |
| cDNA-biblioteket er lite. | Genomic-biblioteket er stort. |
| Startmateriale | |
| Utgangsmaterialet er mRNA | Utgangsmaterialet er DNA. |
| Involvering av omvendt transkripsjon. | |
| Revers transkripsjon skjer i den første cDNA-strengsyntesen. | Omvendt transkripsjon skjer ikke. |
Summary – cDNA and Genomic Library
Det genomiske biblioteket representerer en populasjon av kloner som bærer det fragmenterte totale genomiske DNA fra en organisme. cDNA-biblioteket representerer populasjonen av kloner som bærer komplementært DNA av det totale mRNA-et til en organisme. En cDNA-klon inneholder bare sekvensene som finnes i mRNA, mens den genomiske klonen inneholder sekvensene til hele genomet. Dette er forskjellen mellom cDNA og genomisk bibliotek.
