Sự khác biệt chính - cDNA và Thư viện Genomic
Có hai loại thư viện DNA chính do các nhà khoa học xây dựng bằng kỹ thuật di truyền. Đó là thư viện cDNA và thư viện Genomic. Sự khác biệt cơ bản giữa cDNA và thư viện bộ gen là thư viện cDNA chứa DNA bổ sung được nhân bản của tổng mRNA của một sinh vật trong khi thư viện DNA bộ gen chứa các đoạn được nhân bản của toàn bộ bộ gen của một sinh vật. Thư viện DNA bộ gen lớn hơn thư viện cDNA.
Thư viện Genomic là gì?
Thư viện DNA bộ gen là một tập hợp các dòng vô tính mang các đoạn của tổng số DNA bộ gen của một sinh vật. Nó chứa toàn bộ DNA bộ gen của sinh vật đó, bao gồm các trình tự mã hóa và không mã hóa. Việc xây dựng 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 thể hiện trong hình 01. Quá trình bắt đầu với việc phân lập DNA bộ gen. Sử dụng quy trình tách chiết DNA thích hợp, DNA bộ gen tổng số của một sinh vật sẽ được phân lập. Sau đó, DNA sẽ được chuyển đổi thành các kích thước có thể quản lý được hoặc thành các đoạn cụ thể bằng endonuclease giới hạn (enzyme cắt DNA). DNA bị phân mảnh nên được chèn vào vectơ bằng cách sử dụng DNA ligases (enzyme nối DNA). Vectơ là một sinh vật tự sao chép. Plasmid và vi khuẩn là những vectơ thường được sử dụng trong công nghệ DNA tái tổ hợp. Các vectơ nối này được gọi là phân tử DNA tái tổ hợp vì chúng mang cả trình tự DNA của chính nó và được chèn vào. Các vectơ tái tổ hợp được thêm vào vi khuẩn chủ và được tạo ra để hấp thụ các vectơ tái tổ hợp bên trong tế bào vi khuẩn. Vi khuẩn có vectơ 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 plasmid tái tổ hợp, sao chép bộ gen của chúng và tạo ra các dòng vô tính. Các dòng vô tính này chứa toàn bộ bộ gen của sinh vật nguồn. Do đó, nó được gọi là thư viện bộ gen. Plasmid có thể dễ dàng tách 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 có chứa các gen quan tâm, có thể dễ dàng phát hiện ra nó trong thư viện bộ gen bằng cách lai ghép sử dụng các đầu dò phân tử (đánh dấu).
Thư viện bộ gen rất quan trọng để nghiên cứu cấu trúc và chức năng bộ gen, các gen cụ thể, vị trí gen, bản đồ gen, đột biến, giải trình tự gen, xác định các gen điều trị mới, v.v.
Hình_1: Xây dựng thư viện bộ gen
Thư viện cDNA là gì?
Thư viện cDNA là tập hợp các dòng DNA bổ sung (cDNA) được tổng hợp từ mRNA tổng số của một sinh vật. Quy trình xây dựng bao gồm các bước khác nhau. Tinh chế tổng mRNA từ một sinh vật là bước đầu tiên có liên quan. MRNA cô lập được chuyển đổi thành các sợi cDNA bằng một quá trình gọi là phiên mã ngược. Quá trình phiên mã ngược được tạo điều kiện thuận lợi bởi một enzym gọi là enzym phiên mã ngược. Nó sử dụng một đoạn mồi nhỏ 3’và bắt đầu tổng hợp sợi cDNA đầu tiên bổ sung cho sợi mRNA khuôn mẫu. Kết quả cDNA sợi đôi được chuyển đổi thành các đoạn nhỏ hơn bằng cách sử dụng endonuclease giới hạn và được chèn vào các vectơ thích hợp. Các phân tử tái tổ hợp đã 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. Tập hợp 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 các intron và các vùng điều hòa. Do đó, các đoạn không mã hóa không có trong thư viện cDNA không giống như trong thư viện bộ gen.
Thư việncDNA rất quan trọng cho việc phân tích các vùng mã hóa, chức năng gen, biểu hiện của gen, v.v.
Hình_2: Xây dựng thư viện cDNA
Sự khác biệt giữa cDNA và Thư viện Genomic là gì?
cDNA vs Thư viện bộ gen |
|
| Thư việncDNA là tập hợp các dòng vô tính mang DNA bổ sung cho mRNA của một sinh vật | Thư viện bộ gen là tập hợp các dòng vô tính mang tổng số ADN bộ gen của một sinh vật. |
| Mã hóa so với Chuỗi không mã | |
| Thư việncDNA chỉ chứa các trình tự mã hóa; nó không chứa phần giới thiệu. | Thư viện bộ gen bao gồm toàn bộ ADN bộ gen bao gồm cả ADN không mã hóa (bên trong và bộ điều chỉnh). |
| Kích thước | |
| Thư việncDNA nhỏ. | Thư viện bộ gen rất 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 sợi cDNA đầu tiên. | Phiên mã ngược không xảy ra. |
Tóm tắt - cDNA và Thư viện bộ gen
Thư viện bộ gen đại diện cho một quần thể các dòng vô tính mang tổng số DNA bộ gen bị phân mảnh của một sinh vật. thư viện cDNA đại diện cho quần thể các dòng vô tính mang DNA bổ sung của tổng số 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.
