Ключова разлика – cDNA срещу геномна библиотека
Има два основни типа ДНК библиотеки, конструирани от учени с помощта на техники за генно инженерство. Това са кДНК библиотека и геномна библиотека. Ключовата разлика между cDNA и геномната библиотека е, че cDNA библиотеката съдържа клонираната допълнителна ДНК на общата иРНК на организъм, докато геномната ДНК библиотека съдържа клонираните фрагменти от целия геном на организъм. Геномната ДНК библиотека е по-голяма от cDNA библиотеката.
Какво е геномна библиотека?
Геномна ДНК библиотека е колекция от клонинги, носещи фрагментите от общата геномна ДНК на даден организъм. Той съдържа цялата геномна ДНК на този организъм, включително кодиращи и некодиращи последователности. Изграждането на геномна библиотека се извършва чрез рекомбинантна ДНК технология, последвана от клониране (генно инженерство). Има различни стъпки, включени в конструкцията, както е показано на фигура 01. Процесът започва с изолиране на геномна ДНК. Като се използва подходящ протокол за екстракция на ДНК, трябва да се изолира общата геномна ДНК на даден организъм. След това ДНК трябва да се преобразува в управляеми размери или в специфични фрагменти чрез рестрикционни ендонуклеази (ензими, режещи ДНК). Фрагментирана ДНК трябва да се вмъкне във вектори с помощта на ДНК лигази (ензими за свързване на ДНК). Векторът е самовъзпроизвеждащ се организъм. Плазмидите и бактериофагите са често използвани вектори в рекомбинантната ДНК технология. Тези лигирани вектори са известни като рекомбинантни ДНК молекули, тъй като носят както собствени, така и вмъкнати ДНК последователности. Рекомбинантните вектори се добавят към бактерията гостоприемник и се правят да поемат рекомбинантните вектори вътре в бактериалната клетка. Бактериите с рекомбинантни вектори (плазмиди) трябва да се отглеждат в хранителна среда. По време на бактериалното размножаване бактериалната ДНК, заедно с рекомбинантните плазмиди, репликират своите геноми и произвеждат клонове. Тези клонове съдържат целия геном на изходния организъм. Следователно, тя се нарича геномна библиотека. Плазмидите могат лесно да бъдат отделени от бактериалната хромозомна ДНК, за да се конструира геномната библиотека на този организъм. Ако даден организъм съдържа заинтересовани гени, лесно е да го откриете в геномната библиотека чрез хибридизация с помощта на молекулярни сонди (маркери).
Геномните библиотеки са важни за изследване на геномната структура и функция, специфични гени, генно местоположение, генно картографиране, мутации, генно секвениране, идентифициране на нови терапевтични гени и др.
Фигура_1: Конструиране на геномна библиотека
Какво е cDNA библиотека?
КДНК библиотека е колекция от комплементарни ДНК (кДНК) клонинги, синтезирани от обща иРНК на организъм. Процесът на изграждане включва различни стъпки. Пречистването на общата иРНК от организма е първата стъпка. Изолираната иРНК се превръща в сДНК вериги чрез процес, наречен обратна транскрипция. Обратната транскрипция се улеснява от ензим, наречен обратна транскриптаза. Той използва малък 3' праймер и инициира синтеза на първата сДНК верига, комплементарна на матричната иРНК верига. Получената двойноверижна сДНК се превръща в по-малки фрагменти с помощта на рестрикционни ендонуклеази и се вмъква в подходящи вектори. Тези конструирани рекомбинантни молекули след това се добавят към организъм гостоприемник и се отглеждат в културална среда за получаване на клонове. Колекцията от клонинги, съдържащи cDNA фрагменти на организъм, е известна като cDNA библиотека. Напълно нарязаната зряла иРНК не съдържа интрони и регулаторни области. Следователно некодиращите фрагменти не присъстват в кДНК библиотеките за разлика от геномната библиотека.
cDNA библиотеките са важни за анализа на кодиращи региони, генни функции, експресия на гени и др.
Фигура_2: Конструиране на cDNA библиотека
Каква е разликата между cDNA и геномна библиотека?
cDNA срещу геномна библиотека |
|
| cDNA библиотеката е колекция от клонове, носещи комплементарната ДНК към иРНК на организъм | Геномната библиотека е колекция от клонове, носещи цялата геномна ДНК на даден организъм. |
| Кодиране срещу некодиращи последователности | |
| cDNA библиотеката съдържа само кодиращите последователности; не съдържа интрони. | Геномната библиотека се състои от цялата геномна ДНК, включително некодираща (интрони и регулаторна) ДНК. |
| Размер | |
| cDNA библиотеката е малка. | Геномната библиотека е голяма. |
| Изходен материал | |
| Изходният материал е иРНК | Изходният материал е ДНК. |
| Включване на обратна транскрипция. | |
| Обратната транскрипция се случва при синтеза на първата кДНК верига. | Не се извършва обратна транскрипция. |
Резюме – cDNA и геномна библиотека
Геномната библиотека представлява популация от клонинги, носещи фрагментираната обща геномна ДНК на даден организъм. cDNA библиотека представлява популацията от клонове, носещи комплементарна ДНК на общата иРНК на даден организъм. cDNA клонингът съдържа само последователностите, открити в иРНК, докато геномният клонинг съдържа последователностите на целия геном. Това е разликата между cDNA и геномната библиотека.
