Sự khác biệt giữa cDNA và Thư viện bộ gen

Sự khác biệt chính - Thư viện cDNA và Genomic
 

Có hai loại thư viện DNA chính được các nhà khoa học xây dựng bằng kỹ thuật di truyền. Đó là thư viện cDNA và thư viện Genomic. Các sự khác biệt chính giữa cDNA và thư viện Genomic là Thư viện cDNA chứa DNA bổ sung nhân bản của tổng mRNA của một sinh vật trong khi thư viện DNA bộ gen chứa các đoạn nhân bản của toàn bộ bộ gen của sinh vật. Thư viện DNA bộ gen lớn hơn thư viện cDNA.

NỘI DUNG
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Thư viện cDNA là gì
3. Thư viện bộ gen là gì
4. So sánh cạnh nhau - Thư viện cDNA và Genomic
5. Tóm tắt

Thư viện bộ gen là gì?

Thư viện DNA bộ gen là một tập hợp các dòng vô tính mang các đoạn của tổng số bộ gen DNA của một sinh vật. Nó chứa toàn bộ DNA bộ gen của sinh vật đó, bao gồm các chuỗi mã hóa và không mã hóa. Việc xây dựng một thư viện bộ gen được thực hiện bằng công nghệ DNA tái tổ hợp, sau đó là nhân bản (kỹ thuật di truyền). Có các bước khác nhau liên quan đến việc xây dựng như trong hình 01. Quá trình bắt đầu với sự phân lập DNA bộ gen. Sử dụng một giao thức trích xuất DNA phù hợp, tổng số DNA bộ gen của một sinh vật nên được phân lập. Sau đó, DNA nên được chuyển đổi thành kích thước có thể quản lý hoặc thành các đoạn cụ thể bằng cách hạn chế endonuclease (enzyme cắt DNA). DNA phân mảnh nên được chèn vào các vectơ bằng cách sử dụng các dây chằng DNA (enzyme nối DNA). Một vector là một sinh vật tự sao chép. Plasmid và vi khuẩn là các vectơ thường được sử dụng trong công nghệ DNA tái tổ hợp. Các vectơ dây chằng này được gọi là các phân tử DNA tái tổ hợp vì chúng mang cả chuỗi DNA riêng và chèn vào. Các vec tơ tái tổ hợp được thêm vào một vi khuẩn chủ và được tạo ra để hấp thụ các vec tơ tái tổ hợp bên trong tế bào vi khuẩn. Vi khuẩn có vec tơ tái tổ hợp (plasmid) nên được nuôi cấy trong môi trường nuôi cấy. Trong quá trình nhân lên của vi khuẩn, DNA của vi khuẩn, cùng với các plasmid tái tổ hợp, sao chép bộ gen của chúng và tạo ra các dòng vô tính. Những dòng vô tính này chứa toàn bộ bộ gen của sinh vật nguồn. Do đó, nó được gọi là một thư viện bộ gen. Plasmid có thể dễ dàng tách ra khỏi DNA nhiễm sắc thể của vi khuẩn để xây dựng thư viện bộ gen của sinh vật đó. Nếu một sinh vật cụ thể chứa các gen quan tâm, có thể dễ dàng phát hiện nó trong thư viện bộ gen bằng cách lai bằng cách sử dụng các đầu dò phân tử (các dấu hiệu).

Thư viện bộ gen rất quan trọng để nghiên cứu cấu trúc và chức năng bộ gen, các gen cụ thể, vị trí gen, lập bản đồ gen, đột biến, giải trình tự gen, xác định các gen trị liệu mới, v.v..

Hình_1: Xây dựng thư viện bộ gen

Thư viện cDNA là gì?

Một thư viện cDNA là một tập hợp các dòng vô tính DNA bổ sung (cDNA) được tổng hợp từ tổng mRNA của một sinh vật. Thủ tục xây dựng bao gồm các bước khác nhau. Tinh chế tổng mRNA từ một sinh vật là bước đầu tiên liên quan. MRNA bị cô lập được chuyển đổi thành các chuỗi cDNA bằng một quá trình gọi là sao chép ngược. Phiên mã ngược được tạo điều kiện bởi một enzyme gọi là sao chép ngược. Nó sử dụng một đoạn mồi 3 'nhỏ và bắt đầu tổng hợp chuỗi cDNA đầu tiên bổ sung cho chuỗi mRNA khuôn mẫu. Kết quả cDNA sợi đôi được chuyển đổi thành các đoạn nhỏ hơn bằng cách sử dụng endonuclease hạn chế và chèn vào các vectơ phù hợp. Những phân tử tái tổ hợp được xây dựng này sau đó được thêm vào một sinh vật chủ và được nuôi cấy trong môi trường nuôi cấy để tạo ra các dòng vô tính. Bộ sưu tập các dòng vô tính chứa các đoạn cDNA của một sinh vật được gọi là thư viện cDNA. MRNA trưởng thành được cắt lát hoàn toàn không chứa intron và các khu vực quy định. Do đó, các đoạn không mã hóa không có trong các thư viện cDNA không giống như trong thư viện bộ gen.

Thư viện cDNA rất quan trọng để phân tích các vùng mã hóa, chức năng gen, biểu hiện gen v.v..

Hình_2: Xây dựng thư viện cDNA

Sự khác biệt giữa cDNA và Thư viện bộ gen là gì?

Thư viện cDNA vs Genomic
Thư viện cDNA là một tập hợp các dòng vô tính mang DNA bổ sung cho mRNA của một sinh vật	Thư viện bộ gen là một tập hợp các dòng vô tính mang tổng số DNA bộ gen của một sinh vật.
Mã hóa và chuỗi không mã hóa
thư viện cDNA chỉ chứa các chuỗi mã hóa; nó không chứa intron.	Thư viện bộ gen bao gồm toàn bộ DNA bộ gen bao gồm DNA không mã hóa (intron và quy định).
Kích thước
thư viện cDNA nhỏ.	Thư viện bộ gen lớn.
Nguyên liệu ban đầu
Nguyên liệu ban đầu là mRNA	Nguyên liệu ban đầu là DNA.
Sự tham gia của phiên mã ngược.
Phiên mã ngược xảy ra trong quá trình tổng hợp chuỗi cDNA đầu tiên.	Phiên mã ngược không xảy ra.

Tóm tắt - Thư viện cDNA và bộ gen

Thư viện bộ gen đại diện cho một quần thể nhân bản mang tổng số DNA bộ gen bị phân mảnh của một sinh vật. Thư viện cDNA đại diện cho quần thể nhân bản mang DNA bổ sung của tổng mRNA của một sinh vật. Một bản sao cDNA chỉ chứa các trình tự được tìm thấy trong mRNA trong khi bản sao bộ gen chứa các trình tự của toàn bộ bộ gen. Đây là sự khác biệt giữa cDNA và thư viện bộ gen.

Tài liệu tham khảo:
1. Đá ngầm, Deena T KochunniJazir. Sự khác biệt giữa thư viện Genomic và cDNA. Sự khác biệt giữa Thư viện Genomic và cDNA. N.p., n.d. Web. 15 tháng 2 năm 2017
2. Stekel, Dov J., Yoav Git và Francesco Falciani. Sự so sánh biểu hiện gen từ nhiều thư viện cDNA. Nghiên cứu bộ gen. Nhà xuất bản Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor, tháng 12 năm 2000. Web. Ngày 16 tháng 2 năm 2017
3. Màn hình thư viện genomic cho các gen liên quan đến dung nạp n-Butanol ở Escherichia coli. Màn hình thư viện bộ gen cho các gen liên quan đến dung nạp n-Butanol ở Escherichia coli. N.p., n.d. Web. Ngày 16 tháng 2 năm 2017

Hình ảnh lịch sự:
1. Hình thành của một thư viện cDNA, bởi Tiến sĩ Dre tại Wikipedia tiếng Anh (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
2. Xây dựng thư viện bộ gen Genem của Aluquette - Công việc riêng (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia