Ключевая разница – кДНК и геномная библиотека
Есть два основных типа библиотек ДНК, созданных учеными с использованием методов генной инженерии. Это библиотека кДНК и геномная библиотека. Ключевое различие между кДНК и геномной библиотекой заключается в том, что библиотека кДНК содержит клонированную комплементарную ДНК полной мРНК организма, тогда как библиотека геномной ДНК содержит клонированные фрагменты всего генома организма. Библиотека геномной ДНК больше, чем библиотека кДНК.
Что такое геномная библиотека?
Библиотека геномной ДНК представляет собой набор клонов, несущих фрагменты тотальной геномной ДНК организма. Он содержит всю геномную ДНК этого организма, включая кодирующие и некодирующие последовательности. Построение геномной библиотеки осуществляется по технологии рекомбинантной ДНК с последующим клонированием (генной инженерией). Существуют различные этапы конструирования, как показано на рисунке 01. Процесс начинается с выделения геномной ДНК. С помощью подходящего протокола выделения ДНК следует выделить общую геномную ДНК организма. Затем ДНК следует преобразовать в управляемые размеры или в специфические фрагменты с помощью эндонуклеаз рестрикции (ферментов, разрезающих ДНК). Фрагментированную ДНК следует вставлять в векторы с помощью ДНК-лигазы (ферменты, соединяющие ДНК). Вектор - это самовоспроизводящийся организм. Плазмиды и бактериофаги обычно используются в качестве векторов в технологии рекомбинантной ДНК. Эти лигированные векторы известны как молекулы рекомбинантной ДНК, поскольку они несут как собственные, так и встроенные последовательности ДНК. Рекомбинантные векторы добавляют к бактерии-хозяину и заставляют поглощать рекомбинантные векторы внутри бактериальной клетки. Бактерии с рекомбинантными векторами (плазмидами) следует выращивать в культуральной среде. Во время размножения бактерий бактериальная ДНК вместе с рекомбинантными плазмидами реплицирует свои геномы и дает клоны. Эти клоны содержат весь геном исходного организма. Следовательно, она называется геномной библиотекой. Плазмиды можно легко отделить от бактериальной хромосомной ДНК для создания геномной библиотеки этого организма. Если конкретный организм содержит интересующие гены, его легко обнаружить в геномной библиотеке путем гибридизации с использованием молекулярных зондов (маркеров).
Геномные библиотеки важны для изучения геномной структуры и функции, конкретных генов, расположения генов, картирования генов, мутаций, секвенирования генов, идентификации новых терапевтических генов и т. д.
Рисунок_1: Создание геномной библиотеки
Что такое библиотека кДНК?
Библиотека кДНК представляет собой набор клонов комплементарной ДНК (кДНК), синтезированных из тотальной мРНК организма. Процедура строительства включает в себя различные этапы. Очистка тотальной мРНК из организма является первым шагом. Выделенные мРНК превращаются в нити кДНК с помощью процесса, называемого обратной транскрипцией. Обратной транскрипции способствует фермент, называемый обратной транскриптазой. Он использует небольшой 3'-праймер и инициирует синтез первой цепи кДНК, комплементарной матричной цепи мРНК. Полученную двухцепочечную кДНК превращают в более мелкие фрагменты с помощью эндонуклеаз рестрикции и встраивают в подходящие векторы. Затем эти сконструированные рекомбинантные молекулы добавляют в организм-хозяин и выращивают в культуральной среде для получения клонов. Коллекция клонов, содержащих фрагменты кДНК организма, известна как библиотека кДНК. Полностью нарезанная зрелая мРНК не содержит интронов и регуляторных участков. Поэтому некодирующие фрагменты отсутствуют в библиотеках кДНК, в отличие от геномной библиотеки.
Библиотеки кДНК важны для анализа кодирующих областей, функций генов, экспрессии генов и т.д.
Рисунок_2: Создание библиотеки кДНК
В чем разница между кДНК и геномной библиотекой?
кДНК против геномной библиотеки |
|
| библиотека кДНК представляет собой набор клонов, несущих ДНК, комплементарную мРНК организма | Геномная библиотека – это совокупность клонов, несущих тотальную геномную ДНК организма. |
| Кодирующие и некодирующие последовательности | |
| библиотека кДНК содержит только кодирующие последовательности; он не содержит интронов. | Геномная библиотека состоит из всей геномной ДНК, включая некодирующую (интронную и регуляторную) ДНК. |
| Размер | |
| библиотека кДНК небольшая. | Геномная библиотека большая. |
| Исходный материал | |
| Исходным материалом является мРНК | Исходным материалом является ДНК. |
| Вовлечение обратной транскрипции. | |
| Обратная транскрипция происходит при синтезе первой нити кДНК. | Обратной транскрипции не бывает. |
Резюме – кДНК и геномная библиотека
Геномная библиотека представляет собой популяцию клонов, несущих фрагментированную общую геномную ДНК организма. Библиотека кДНК представляет собой популяцию клонов, несущих комплементарную ДНК общей мРНК организма. Клон кДНК содержит только последовательности, обнаруженные в мРНК, тогда как геномный клон содержит последовательности всего генома. В этом разница между кДНК и геномной библиотекой.
