Kľúčový rozdiel – cDNA vs Genomic Library
Existujú dva hlavné typy knižníc DNA, ktoré vytvorili vedci pomocou techník genetického inžinierstva. Sú to knižnica cDNA a genómová knižnica. Kľúčový rozdiel medzi cDNA a genómovou knižnicou je v tom, že cDNA knižnica obsahuje klonovanú komplementárnu DNA celkovej mRNA organizmu, zatiaľ čo knižnica genómovej DNA obsahuje klonované fragmenty celého genómu organizmu. Knižnica genómovej DNA je väčšia ako knižnica cDNA.
Čo je genomická knižnica?
Knižnica genómovej DNA je zbierka klonov nesúcich fragmenty celkovej genómovej DNA organizmu. Obsahuje celú genómovú DNA tohto organizmu vrátane kódujúcich a nekódujúcich sekvencií. Konštrukcia genómovej knižnice sa uskutočňuje technológiou rekombinantnej DNA, po ktorej nasleduje klonovanie (genetické inžinierstvo). Konštrukcia zahŕňa rôzne kroky, ako je znázornené na obrázku 01. Proces začína izoláciou genómovej DNA. Pomocou vhodného protokolu extrakcie DNA by sa mala izolovať celková genómová DNA organizmu. Potom by sa DNA mala konvertovať na zvládnuteľné veľkosti alebo na špecifické fragmenty pomocou reštrikčných endonukleáz (enzýmy štiepiace DNA). Fragmentovaná DNA by mala byť vložená do vektorov pomocou DNA ligáz (DNA spojovacie enzýmy). Vektor je samoreprodukujúci sa organizmus. Plazmidy a bakteriofágy sú bežne používané vektory v technológii rekombinantnej DNA. Tieto ligované vektory sú známe ako molekuly rekombinantnej DNA, pretože nesú vlastné aj vložené sekvencie DNA. Rekombinantné vektory sa pridajú k hostiteľskej baktérii a pripravia sa tak, aby absorbovali rekombinantné vektory vo vnútri bakteriálnej bunky. Baktérie s rekombinantnými vektormi (plazmidmi) by sa mali pestovať v kultivačnom médiu. Počas množenia baktérií bakteriálna DNA spolu s rekombinantnými plazmidmi replikujú svoje genómy a vytvárajú klony. Tieto klony obsahujú celý genóm zdrojového organizmu. Preto sa nazýva genómová knižnica. Plazmidy možno ľahko oddeliť od bakteriálnej chromozomálnej DNA, aby sa vytvorila genómová knižnica tohto organizmu. Ak konkrétny organizmus obsahuje zainteresované gény, je ľahké ho detegovať v genómovej knižnici hybridizáciou pomocou molekulárnych sond (markerov).
Genomické knižnice sú dôležité na štúdium genómovej štruktúry a funkcie, špecifických génov, lokalizácie génov, mapovania génov, mutácií, sekvenovania génov, identifikácie nových terapeutických génov atď.
Obrázok_1: Konštrukcia genómovej knižnice
Čo je knižnica cDNA?
Knižnica cDNA je zbierka klonov komplementárnej DNA (cDNA) syntetizovaných z celkovej mRNA organizmu. Postup výstavby zahŕňa rôzne kroky. Prvým krokom je čistenie celkovej mRNA z organizmu. Izolovaná mRNA sa konvertuje na vlákna cDNA procesom nazývaným reverzná transkripcia. Reverznú transkripciu uľahčuje enzým nazývaný reverzná transkriptáza. Používa malý 3' primér a iniciuje syntézu prvého vlákna cDNA komplementárneho k templátovému vláknu mRNA. Výsledná dvojvláknová cDNA sa prevedie na menšie fragmenty pomocou reštrikčných endonukleáz a vloží sa do vhodných vektorov. Tieto skonštruované rekombinantné molekuly sa potom pridajú do hostiteľského organizmu a pestujú sa v kultivačnom médiu, aby sa vytvorili klony. Súbor klonov obsahujúcich cDNA fragmenty organizmu je známy ako cDNA knižnica. Plne rozrezaná zrelá mRNA neobsahuje intróny a regulačné oblasti. Preto nekódujúce fragmenty nie sú prítomné v cDNA knižniciach na rozdiel od genómovej knižnice.
knižnice cDNA sú dôležité pre analýzu kódujúcich oblastí, génových funkcií, expresiu génov atď.
Obrázok_2: Konštrukcia knižnice cDNA
Aký je rozdiel medzi cDNA a Genomic Library?
cDNA vs Genomic Library |
|
| knižnica cDNA je zbierka klonov nesúcich komplementárnu DNA k mRNA organizmu | Genomická knižnica je zbierka klonov nesúcich celkovú genómovú DNA organizmu. |
| Kódovanie vs nekódujúce sekvencie | |
| knižnica cDNA obsahuje iba kódujúce sekvencie; neobsahuje intróny. | Genomická knižnica pozostáva z celej genómovej DNA vrátane nekódujúcej (intróny a regulačnej) DNA. |
| Veľkosť | |
| knižnica cDNA je malá. | Genomická knižnica je veľká. |
| Východiskový materiál | |
| Východiskový materiál je mRNA | Východiskovým materiálom je DNA. |
| Zapojenie spätnej transkripcie. | |
| Reverzná transkripcia prebieha pri syntéze prvého reťazca cDNA. | Reverzný prepis neprebieha. |
Zhrnutie – cDNA a genómová knižnica
Genómová knižnica predstavuje populáciu klonov nesúcich fragmentovanú celkovú genómovú DNA organizmu. cDNA knižnica predstavuje populáciu klonov nesúcich komplementárnu DNA celkovej mRNA organizmu. Klon cDNA obsahuje iba sekvencie nájdené v mRNA, zatiaľ čo genómový klon obsahuje sekvencie celého genómu. Toto je rozdiel medzi cDNA a genómovou knižnicou.
