Razlika med DNK in cDNA

The ključna razlika med DNK in cDNA je, da je DNK vsebuje tako eksone kot introne, medtem ko cDNA vsebuje samo eksone.

DNK in cDNA sta dve vrsti nukleinskih kislin, ki jih sestavljajo deoksiribonukleotidi. DNK je ena najpomembnejših makromolekul živih organizmov, ki tvori genom. Genom vsebuje celotne genetske informacije organizma. Sestavlja različne vrste sekvenc, vključno z eksoni, ki so kodirajoče sekvence in introni, ki niso nekodirajoče sekvence. Po drugi strani je cDNA ali komplementarna DNA druga oblika DNK, ki jo umetno sintetizirajo iz molekul mRNA. Ker cDNA izhaja iz predlog mRNA, ne vsebuje nekodirajočih sekvenc ali intronov.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je DNK
3. Kaj je cDNA
4. Podobnosti med DNK in cDNA
5. Primerjava drug ob drugem - DNK proti cDNA v tabeli
6. Povzetek

Kaj je DNK?

Deoksiribonukleinska kislina ali DNK služi kot genetski material mnogih živih organizmov, vključno z bakterijami. Genetska informacija se nahaja v molekulah DNK v obliki nukleotidnih zaporedij in genov. Med razmnoževanjem se starševski DNK prenaša na potomce skozi gamete. Strukturno je DNK makromolekula sestavljena iz monomerov deoksiribonukleotidov. Deoksiribonukleotid ima tri komponente; deoksiribozni sladkor, dušikova baza (adenin, gvanin, citozin in timin) in fosfatna skupina. Poleg tega molekule DNK obstajajo kot dvojna vijačnica, sestavljena iz dveh komplementarnih verig DNK, povezanih z vodikovimi vezmi med komplementarnimi dušikovimi bazami. V skladu s tem obstajata dve vodikovi vezi med adeninom in timinom, medtem ko obstajajo tri vodikove vezi med citozinom in gvaninom.

Slika 01: DNK

V DNA vijačnici se fosfatni in sladkorni deli nahajajo zunaj vijačnice, osnove pa ostanejo v notranjosti vijačnice. Dva sklopa DNK tečeta v nasprotnih smereh. Poleg tega se molekule DNA tesno zvijejo s proteini histona in tvorijo nit, podobno strukturo, imenovano kromosomi v evkariotih. Pomembna lastnost DNK je, da se sam razmnožuje, kar pomeni, da se lahko posnema ali naredi same kopije. Ima tudi veliko vlogo pri sintezi beljakovin živih organizmov.

Kaj je cDNA?

cDNA pomeni komplementarno DNA. To je oblika DNK, ki jo umetno sintetizira mesna RNA (mRNA), ki služi kot predloga v prisotnosti encima reverzne transkriptaze. V večini evkariontov genomska DNK vsebuje veliko genov, sestavljenih iz eksonov in intronov. Eksoni so kodirna zaporedja, medtem ko introni tvorijo nekodirani del genoma. Na splošno se med izražanjem genov smiselno zaporedje DNK prevede v zaporedje mRNA, preden ustvari protein. Pri izdelavi zrele mRNA mehanizem za spajanje odstrani vsa zaporedja intronov. Torej zrela mRNA ne vsebuje intronov ali nekodirajočih sekvenc.

Poleg tega lahko mRNA evkariontskih celic ekstrahiramo in očistimo, da naredimo cDNA. Encim; reverzna transkriptaza katalizira sintezo cDNA iz te prečiščene evkariontske mRNA. Po konstrukciji cDNA iz mRNA jih lahko nato kloniramo v bakterijsko celico, da naredimo knjižnice cDNA ali jih uporabimo za izvajanje heterolognih študij ekspresije.

Slika 02: cDNA

Običajno ima cDNA veliko vrednost pri kloniranju evkariontskih genov v prokariotih. Ker prokarioti ne vsebujejo intronov, ne morejo izločiti intronov iz evkariontske DNK in narediti funkcionalne mRNA. Zato je treba pred kloniranjem celih evkariontskih genov v prokariote odstraniti introne in narediti cDNA iz mRNA in klonirati v prokariote.

Kakšne so podobnosti med DNK in cDNA?

• DNK in cDNA sta dve obliki nukleinskih kislin.
• Oba vsebujeta monomere deoksiribonukleotida.
• Obe imata kodirna zaporedja genov.

Kakšna je razlika med DNK in cDNA?

DNK je naravna oblika nukleinske kisline, cDNA pa umetno zgrajena oblika nukleinske kisline. Zato je to ena razlika med DNK in cDNA. Še več, DNK predstavlja genom mnogih živih organizmov. Sestavlja kodirne in nekodirajoče sekvence. Toda pri izdelavi mRNA se izločijo vsa zaporedja intronov, saj niso pomembna za tvorbo proteinov. Torej, sekvence mRNA ne vsebujejo intronov. Te sekvence mRNA delujejo kot predloge pri sintezi cDNA. Zato cDNA ne vsebuje intronov. V skladu s tem DNK vsebuje introne, toda cDNA ne vsebuje intronov. To lahko rečemo kot ključna razlika med DNK in cDNA.

Ker cDNA vsebuje samo eksone, so cDNA veliko krajše od DNK. DNK vsebuje nekaj intronov, ki obsegajo na tisoče baznih parov. Torej, to je tudi razlika med DNK in cDNA. Še več, DNK se naravno pojavlja kot dvoverična vijačnica, medtem ko se cDNA pojavlja kot enojna veriga. DNA polimeraza je encim, ki katalizira sintezo DNK ali razmnoževanje, medtem ko je povratna transkriptaza encim, ki katalizira sintezo cDNA v laboratoriju.

Spodnja infografija o razliki med DNK in cDNA vsebuje več podrobnosti o teh razlikah.

Povzetek - DNK proti cDNA

DNK je pomemben polimer, ki tvori naš genom. Po drugi strani je cDNA še ena oblika DNK, ki je pomembna za izdelavo knjižnic cDNA in proizvodnjo beljakovin, ki jih je težko izraziti. mRNA se uporablja za izdelavo cDNA. Zato cDNA ne vsebuje intronov. Toda DNK vsebuje introne. Tako je ključna razlika med DNK in cDNA. DNA je uporabna za gradnjo genskih knjižnic DNK, medtem ko je cDNA uporabna za gradnjo knjižnic cDNA. Ker cDNA ne vsebuje intronov, je cDNA krajša od DNK. Najpomembneje je, da je DNK dvoverižna, medtem ko je cDNA enojna. To povzame razliko med DNK in cDNA.

Referenca:

1. "Komplementarna DNK." Wikipedia, fundacija Wikimedia, 7. decembra 2018. Na voljo tukaj
2. "Kaj je DNK? - Domača referenca za genetiko - NIH. " Ameriška nacionalna medicinska knjižnica, Nacionalni inštituti za zdravje. Na voljo tukaj  

Vljudnost slik:

1. "Eukaryote DNA-en" avtor Magnus Manske, Dietzel65, LadyofHats, Radio89 (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia  
2. "Oblikovanje knjižnice cDNA" dr. Sc. Dre (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia