Verschil tussen cDNA en genomische bibliotheek

Sleutelverschil - cDNA versus genomische bibliotheek
 

Er zijn twee hoofdtypen DNA-bibliotheken geconstrueerd door wetenschappers die genetische manipulatietechnieken gebruiken. Dat zijn cDNA-bibliotheek en Genomische bibliotheek. De belangrijk verschil tussen cDNA en Genomic library is dat cDNA-bibliotheek bevat het gekloneerde complementaire DNA van totaal mRNA van een organisme, terwijl de genomische DNA-bibliotheek de gekloneerde fragmenten van het gehele genoom van een organisme bevat. De genomische DNA-bibliotheek is groter dan de cDNA-bibliotheek.

INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is cDNA-bibliotheek
3. Wat is Genomic Library
4. Vergelijking zij aan zij - cDNA vs Genomic Library
5. Samenvatting

Wat is een genomische bibliotheek?

Een genomische DNA-bibliotheek is een verzameling klonen die de fragmenten van totaal genomisch DNA van een organisme dragen. Het bevat het volledige genomische DNA van dat organisme, inclusief coderende en niet-coderende sequenties. De constructie van een genomische bibliotheek wordt uitgevoerd door de recombinante DNA-technologie gevolgd door klonen (genetische manipulatie). Er zijn verschillende stappen betrokken bij de constructie zoals weergegeven in figuur 01. Het proces begint met de genomische DNA-isolatie. Met behulp van een geschikt DNA-extractieprotocol moet het totale genomische DNA van een organisme worden geïsoleerd. Vervolgens moet het DNA worden omgezet in hanteerbare grootten of in de specifieke fragmenten door restrictie-endonucleasen (DNA-snijsystemen). Gefragmenteerd DNA moet in vectoren worden ingebracht met behulp van DNA-ligasen (DNA-enzymen die daarmee verbonden zijn). Een vector is een zichzelf vermenigvuldigend organisme. Plasmiden en bacteriofagen zijn algemeen gebruikte vectoren in de recombinant DNA-technologie. Deze geligeerde vectoren zijn bekend als recombinante DNA-moleculen omdat ze zowel eigen als geïnsereerde DNA-sequenties dragen. Recombinante vectoren worden toegevoegd aan een gastheerbacterie en gemaakt om de recombinante vectoren binnen de bacteriële cel op te nemen. Bacteriën met recombinante vectoren (plasmiden) moeten in een kweekmedium worden gekweekt. Tijdens de bacteriële vermenigvuldiging repliceert bacterieel DNA, samen met recombinante plasmiden, hun genomen en produceert klonen. Deze klonen bevatten het volledige genoom van het bronorganisme. Daarom wordt het een genomische bibliotheek genoemd. Plasmiden kunnen gemakkelijk worden gescheiden van het bacteriële chromosomale DNA om de genomische bibliotheek van dat organisme te construeren. Als een bepaald organisme geïnteresseerde genen bevat, is het gemakkelijk om het in de genoombibliotheek te detecteren door middel van hybridisatie met behulp van moleculaire probes (markers)..

Genomische bibliotheken zijn belangrijk voor het bestuderen van de genomische structuur en functie, specifieke genen, genlocatie, genafbeelding, mutaties, gensequencing, identificatie van nieuwe therapeutische genen, enz..

Figuur 1: Constructie van een genoombibliotheek

Wat is een cDNA-bibliotheek?

Een cDNA-bibliotheek is een verzameling complementaire DNA (cDNA) klonen gesynthetiseerd uit totaal mRNA van een organisme. De bouwprocedure omvat verschillende stappen. Zuivering van totaal mRNA uit een organisme is de eerste stap die hierbij betrokken is. Geïsoleerd mRNA wordt omgezet in cDNA-strengen door een proces dat reverse transcriptie wordt genoemd. Reverse transcriptie wordt vergemakkelijkt door een enzym genaamd reverse transcriptase. Het gebruikt een kleine 3'-primer en initieert de synthese van de eerste cDNA-streng die complementair is aan de matrijs-mRNA-streng. Resulterend dubbelstrengs cDNA worden omgezet in kleinere fragmenten met behulp van restrictie-endonucleasen en ingevoegd in geschikte vectoren. Deze geconstrueerde recombinante moleculen worden vervolgens toegevoegd aan een gastheerorganisme en gekweekt in een kweekmedium om klonen te produceren. De verzameling klonen die cDNA-fragmenten van een organisme bevatten is bekend als een cDNA-bibliotheek. Volledig gesplitst volwassen mRNA bevat geen introns en regulerende gebieden. Daarom zijn niet-coderende fragmenten niet aanwezig in cDNA-bibliotheken in tegenstelling tot in een genomische bibliotheek.

cDNA-bibliotheken zijn belangrijk voor de analyse van coderende regio's, genfuncties, expressie van genen, enz.

Figuur 2: Constructie van een cDNA-bibliotheek

Wat is het verschil tussen cDNA en Genomic Library?

cDNA versus Genomic Library
cDNA-bibliotheek is een verzameling van de klonen die het complementaire DNA dragen aan het mRNA van een organisme	Genomische bibliotheek is een verzameling van de klonen die het totale genomische DNA van een organisme dragen.
Codering versus niet-coderende sequenties
cDNA-bibliotheek bevat alleen de coderende sequenties; het bevat geen introns.	Genomische bibliotheek bestaat uit het volledige genomische DNA inclusief niet-coderend (introns en regulerend) DNA.
Grootte
cDNA-bibliotheek is klein.	Genomische bibliotheek is groot.
Start materiaal
Uitgangsmateriaal is mRNA	Het uitgangsmateriaal is DNA.
Betrokkenheid van reverse transcriptie.
Reverse transcriptie vindt plaats in de eerste cDNA-strengsynthese.	Reverse transcriptie gebeurt niet.

Samenvatting - cDNA en Genomic Library

De genomische bibliotheek vertegenwoordigt een populatie van klonen die het gefragmenteerde totale genomische DNA van een organisme dragen. cDNA-bibliotheek vertegenwoordigt de populatie van klonen die complementair DNA van het totale mRNA van een organisme dragen. Een cDNA-kloon bevat alleen de sequenties die worden gevonden in mRNA, terwijl de genomische kloon de sequenties van het gehele genoom bevat. Dit is het verschil tussen cDNA en genomische bibliotheek.

Referentie:
1. Haneef, Deena T KochunniJazir. "Verschil tussen Genomic en cDNA Library." Verschil tussen Genomic en cDNA Library. N.p., n.d. Web. 15 feb. 2017
2. Stekel, Dov J., Yoav Git en Francesco Falciani. "De vergelijking van genexpressie van meerdere cDNA-bibliotheken." Genoomonderzoek. Cold Spring Harbor Laboratory Press, december 2000. Web. 16 feb. 2017
3. "Genomische bibliotheekschermen voor genen die betrokken zijn bij de tolerantie van n-butanol in Escherichia coli." Genomische bibliotheekschermen voor genen die betrokken zijn bij de tolerantie van n-butanol in Escherichia coli. N.p., n.d. Web. 16 feb. 2017

Afbeelding met dank aan:
1. "Vorming van een cDNA-bibliotheek" door PhD Dre op de Engelse taal Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Genomic Library Construction" door Aluquette - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia