הבדל מפתח - cDNA לעומת ספרייה גנומית
ישנם שני סוגים עיקריים של ספריות DNA שנבנו על ידי מדענים תוך שימוש בטכניקות של הנדסה גנטית. אלה ספריית cDNA וספריית גנומית. ההבדל העיקרי בין cDNA לספרייה גנומית הוא שספריית cDNA מכילה את ה-DNA המשלים המשובט של ה-mRNA הכולל של אורגניזם בעוד שספריית ה-DNA הגנומית מכילה את השברים המשובטים של הגנום כולו של אורגניזם. ספריית ה-DNA הגנומית גדולה יותר מספריית ה-cDNA.
מהי ספרייה גנומית?
ספריית DNA גנומי היא אוסף של שיבוטים הנושאים את שברי ה-DNA הגנומי הכולל של אורגניזם.הוא מכיל את כל ה-DNA הגנומי של אותו אורגניזם, כולל רצפים מקודדים ולא מקודדים. בניית ספרייה גנומית מתבצעת על ידי טכנולוגיית ה-DNA הרקומביננטי ולאחר מכן שיבוט (הנדסה גנטית). ישנם שלבים שונים המעורבים בבנייה כפי שמוצג באיור 01. התהליך מתחיל בבידוד ה-DNA הגנומי. באמצעות פרוטוקול מיצוי DNA מתאים, יש לבודד את ה-DNA הגנומי הכולל של אורגניזם. לאחר מכן יש להמיר את ה-DNA לגדלים ניתנים לניהול או למקטעים הספציפיים על ידי אנדונוקלאזים של הגבלה (אנזימים לחיתוך DNA). יש להחדיר DNA מפוצל לוקטורים באמצעות ליגזות DNA (אנזימים מצטרפים של DNA). וקטור הוא אורגניזם המשכפל את עצמו. פלסמידים ובקטריופאג'ים הם וקטורים נפוץ בטכנולוגיית ה-DNA הרקומביננטי. וקטורים קשורים אלו ידועים בתור מולקולות DNA רקומביננטיות מכיוון שהם נושאים גם רצפי DNA משלהם וגם מוכנסים. וקטורים רקומביננטיים מתווספים לחיידק מארח וגורמים לקליטת הוקטורים הרקומביננטיים בתוך תא החיידק.יש לגדל חיידקים עם וקטורים רקומביננטיים (פלסמידים) במצע תרבות. במהלך ריבוי החיידקים, DNA חיידקי, יחד עם פלסמידים רקומביננטיים, משכפלים את הגנום שלהם ומייצרים שיבוטים. שיבוטים אלה מכילים את כל הגנום של אורגניזם המקור. לפיכך, זה נקרא ספרייה גנומית. ניתן להפריד בקלות פלסמידים מה-DNA הכרומוזומלי החיידקי כדי לבנות את הספרייה הגנומית של אותו אורגניזם. אם אורגניזם מסוים מכיל גנים מתעניינים, קל לזהות אותו בספרייה הגנומית על ידי הכלאה באמצעות בדיקות מולקולריות (סמנים).
ספריות גנומיות חשובות לחקר המבנה והתפקוד הגנומי, גנים ספציפיים, מיקום גנים, מיפוי גנים, מוטציות, רצף גנים, זיהוי של גנים טיפוליים חדשים וכו'.
Figure_1: בניית ספרייה גנומית
מהי ספריית cDNA?
ספריית cDNA היא אוסף של שיבוטים של DNA משלימים (cDNA) המסונתזים מ-mRNA הכולל של אורגניזם. הליך הבנייה כולל שלבים שונים. טיהור של mRNA הכולל מאורגניזם הוא הצעד הראשון המעורב. mRNA מבודד מומרים לגדילי cDNA על ידי תהליך הנקרא שעתוק הפוך. שעתוק הפוך מקל על ידי אנזים הנקרא הפוך טרנסקריפטאז. הוא משתמש בפריימר קטן של 3' ומתחיל סינתזה של גדיל cDNA ראשון המשלים לגדיל mRNA של תבנית. כתוצאה מכך, cDNA כפול גדילים מומרים למקטעים קטנים יותר באמצעות אנדונוקלאזים של הגבלה ומוכנסים לוקטורים מתאימים. מולקולות רקומביננטיות בנויות אלה מתווספות לאחר מכן לאורגניזם מארח ומגדלות במצע תרבות כדי לייצר שיבוטים. אוסף השיבוטים המכילים שברי cDNA של אורגניזם ידוע בתור ספריית cDNA. mRNA בוגר פרוס במלואו אינו מכיל אינטרונים ואזורים מווסתים.לכן מקטעים לא מקודדים אינם נוכחים בספריות cDNA שלא כמו בספריה גנומית.
cDNA ספריות חשובות לניתוח של אזורי קידוד, תפקודי גנים, ביטוי של גנים וכו'.
Figure_2: בניית ספריית cDNA
מה ההבדל בין cDNA לספרייה גנומית?
cDNA לעומת ספרייה גנומית |
|
| ספריית cDNA היא אוסף של שיבוטים הנושאים את ה-DNA המשלים ל-mRNA של אורגניזם | ספרייה גנומית היא אוסף של שיבוטים הנושאים את ה-DNA הגנומי הכולל של אורגניזם. |
| קידוד לעומת רצפים ללא קידוד | |
| cDNA ספריית מכילה רק את רצפי הקידוד; הוא אינו מכיל אינטרונים. | הספרייה הגנומית מורכבת מכל ה-DNA הגנומי כולל DNA לא מקודד (אינטרונים ורגולטורי). |
| גודל | |
| cDNA ספריית קטנה. | הספרייה הגנומית גדולה. |
| חומר התחלה | |
| חומר ההתחלה הוא mRNA | חומר המוצא הוא DNA. |
| מעורבות של תמלול הפוך. | |
| תעתוק הפוך מתרחש בסינתזת גדיל ה-cDNA הראשון. | תמלול הפוך לא קורה. |
סיכום – cDNA וספרייה גנומית
הספרייה הגנומית מייצגת אוכלוסייה של שיבוטים הנושאים את ה-DNA הגנומי הכולל המפוצל של אורגניזם. ספריית cDNA מייצגת את אוכלוסיית השיבוטים הנושאים DNA משלים של ה-mRNA הכולל של אורגניזם. שיבוט cDNA מכיל רק את הרצפים המצויים ב-mRNA בעוד שהשיבוט הגנומי מכיל את הרצפים של הגנום כולו. זה ההבדל בין cDNA לספרייה גנומית.
