Kulcs különbség – cDNS vs genomikus könyvtár
A DNS-könyvtárak két fő típusa létezik, amelyeket tudósok állítottak össze géntechnológiai technikák segítségével. Ezek a cDNS könyvtár és a genomikus könyvtár. A legfontosabb különbség a cDNS és a genomiális könyvtár között az, hogy a cDNS-könyvtár egy szervezet teljes mRNS-ének klónozott komplementer DNS-ét tartalmazza, míg a genomi DNS-könyvtár egy szervezet teljes genomjának klónozott fragmentumait tartalmazza. A genomiális DNS-könyvtár nagyobb, mint a cDNS-könyvtár.
Mi az a genomikus könyvtár?
A genomikus DNS-könyvtár olyan klónok gyűjteménye, amelyek egy organizmus teljes genomiális DNS-ének fragmentumait hordozzák. Tartalmazza a szervezet teljes genomiális DNS-ét, beleértve a kódoló és nem kódoló szekvenciákat is. A genomiális könyvtár felépítése rekombináns DNS-technológiával, majd klónozással (génsebészet) történik. A 01. ábrán látható módon a felépítés különböző lépésekből áll. A folyamat a genomiális DNS izolálásával kezdődik. Megfelelő DNS-kivonási protokoll használatával izolálni kell egy szervezet teljes genomiális DNS-ét. Ezután a DNS-t kezelhető méretűvé vagy specifikus fragmensekké kell átalakítani restrikciós endonukleázokkal (DNS-vágó enzimek). A fragmentált DNS-t DNS-ligázok (DNS-csatlakozó enzimek) segítségével vektorokba kell bevinni. A vektor egy önreplikáló organizmus. A plazmidok és bakteriofágok általánosan használt vektorok a rekombináns DNS-technológiában. Ezek a ligált vektorok rekombináns DNS-molekulákként ismertek, mivel mind saját, mind beépített DNS-szekvenciákat hordoznak. Rekombináns vektorokat adunk a gazdabaktériumhoz, és felveszik a rekombináns vektorokat a baktériumsejt belsejébe. A rekombináns vektorokat (plazmidokat) tartalmazó baktériumokat tápközegben kell tenyészteni. A bakteriális szaporodás során a bakteriális DNS a rekombináns plazmidokkal együtt replikálja genomjukat és klónokat hoz létre. Ezek a klónok tartalmazzák a forrásorganizmus teljes genomját. Ezért genomikus könyvtárnak nevezik. A plazmidok könnyen elválaszthatók a bakteriális kromoszómális DNS-től, így létrejön az adott organizmus genomiális könyvtára. Ha egy adott organizmus tartalmaz érdeklődő géneket, könnyen kimutatható a genomikus könyvtárban molekuláris próbák (markerek) segítségével történő hibridizációval.
A genomiális könyvtárak fontosak a genomiális szerkezet és funkció, a specifikus gének, a gén elhelyezkedése, a géntérképezés, a mutációk, a génszekvenálás, az új terápiás gének azonosítása stb. tanulmányozásához.
1. ábra: Genomikus könyvtár felépítése
Mi az a cDNS-könyvtár?
A cDNS-könyvtár egy szervezet teljes mRNS-éből szintetizált komplementer DNS-klónok (cDNS) gyűjteménye. Az építési folyamat különböző lépésekből áll. A teljes mRNS tisztítása egy szervezetből az első lépés. Az izolált mRNS-t a reverz transzkripciónak nevezett eljárással cDNS-szálakká alakítják. A reverz transzkripciót egy reverz transzkriptáz nevű enzim segíti elő. Egy kis 3'-es primert használ, és elindítja az első cDNS-szál szintézisét, amely komplementer a templát-mRNS-szálhoz. A kapott kétszálú cDNS-t restrikciós endonukleázok segítségével kisebb fragmensekké alakítjuk, és megfelelő vektorokba inszertáljuk. Ezeket a megszerkesztett rekombináns molekulákat azután hozzáadjuk egy gazdaszervezethez, és tenyésztő tápközegben növesztjük klónok előállítására. Az organizmus cDNS-fragmenseit tartalmazó klónok gyűjteménye cDNS-könyvtárként ismert. A teljesen szeletelt érett mRNS nem tartalmaz intronokat és szabályozó régiókat. Ezért a nem kódoló fragmentumok nincsenek jelen a cDNS-könyvtárban, ellentétben a genomiális könyvtárakkal.
A cDNS-könyvtárak fontosak a kódoló régiók, a génfunkciók, a gének expressziójának stb. elemzéséhez.
2. ábra: cDNS-könyvtár felépítése
Mi a különbség a cDNS és a Genomic Library között?
cDNS vs Genomic Library |
|
| cDNS-könyvtár egy szervezet mRNS-ével komplementer DNS-t hordozó klónok gyűjteménye | A genomikus könyvtár egy szervezet teljes genomiális DNS-ét hordozó klónok gyűjteménye. |
| Kódolás vs nem kódoló szekvenciák | |
| cDNS könyvtár csak a kódoló szekvenciákat tartalmazza; nem tartalmaz intronokat. | A genomi könyvtár a teljes genomiális DNS-t tartalmazza, beleértve a nem kódoló (intronokat és szabályozó) DNS-t is. |
| Méret | |
| cDNS könyvtár kicsi. | A genomikus könyvtár nagy. |
| Kiinduló anyag | |
| A kiindulási anyag az mRNS | A kiindulási anyag a DNS. |
| A fordított átírás bevonása. | |
| A reverz transzkripció az első cDNS-szál szintézisében történik. | A fordított átírás nem történik meg. |
Összefoglaló – cDNS és genomikus könyvtár
A genomiális könyvtár olyan klónok populációját képviseli, amelyek egy szervezet fragmentált teljes genomiális DNS-ét hordozzák. A cDNS-könyvtár egy szervezet teljes mRNS-ének komplementer DNS-ét hordozó klónok populációját képviseli. A cDNS-klón csak az mRNS-ben található szekvenciákat tartalmazza, míg a genomi klón a teljes genom szekvenciáit tartalmazza. Ez a különbség a cDNS és a genomikus könyvtár között.
