ძირითადი განსხვავება – cDNA გენომიური ბიბლიოთეკის წინააღმდეგ
არსებობს დნმ-ის ორი ძირითადი ტიპის ბიბლიოთეკა, რომელიც აგებულია მეცნიერების მიერ გენეტიკური ინჟინერიის ტექნიკის გამოყენებით. ეს არის cDNA ბიბლიოთეკა და გენომის ბიბლიოთეკა. cDNA-სა და გენომის ბიბლიოთეკას შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ cDNA ბიბლიოთეკა შეიცავს ორგანიზმის მთლიანი mRNA-ს კლონირებულ დამატებით დნმ-ს, ხოლო გენომიური დნმ-ის ბიბლიოთეკა შეიცავს ორგანიზმის მთელი გენომის კლონირებულ ფრაგმენტებს. გენომიური დნმ ბიბლიოთეკა უფრო დიდია ვიდრე cDNA ბიბლიოთეკა.
რა არის გენომიური ბიბლიოთეკა?
გენომიური დნმ ბიბლიოთეკა არის კლონების კოლექცია, რომელიც შეიცავს ორგანიზმის მთლიანი გენომიური დნმ-ის ფრაგმენტებს.ის შეიცავს ამ ორგანიზმის მთელ გენომურ დნმ-ს, კოდირების და არაკოდირების თანმიმდევრობების ჩათვლით. გენომიური ბიბლიოთეკის აგება ხორციელდება დნმ-ის რეკომბინანტული ტექნოლოგიით, რასაც მოჰყვება კლონირება (გენეტიკური ინჟინერია). მშენებლობაში ჩართულია სხვადასხვა საფეხური, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე 01. პროცესი იწყება გენომიური დნმ-ის იზოლაციით. დნმ-ის ექსტრაქციის შესაბამისი პროტოკოლის გამოყენებით, ორგანიზმის მთლიანი გენომიური დნმ უნდა იყოს იზოლირებული. შემდეგ დნმ უნდა გარდაიქმნას მართვად ზომებად ან კონკრეტულ ფრაგმენტებად რესტრიქციული ენდონუკლეაზებით (დნმ-ის ჭრის ფერმენტები). ფრაგმენტული დნმ უნდა იყოს ჩასმული ვექტორებში დნმ ლიგაზების (დნმ-ის შემაერთებელი ფერმენტების) გამოყენებით. ვექტორი არის თვითგამრავლებადი ორგანიზმი. პლაზმიდები და ბაქტერიოფაგები ჩვეულებრივ გამოიყენება ვექტორები რეკომბინანტული დნმ-ის ტექნოლოგიაში. ეს ლიგირებული ვექტორები ცნობილია როგორც რეკომბინანტული დნმ-ის მოლეკულები, რადგან ისინი ატარებენ როგორც საკუთარ, ისე ჩასმული დნმ-ის თანმიმდევრობებს. რეკომბინანტული ვექტორები ემატება მასპინძელ ბაქტერიას და მზადდება რეკომბინანტული ვექტორების შესათვისებლად ბაქტერიული უჯრედის შიგნით.ბაქტერიები რეკომბინანტული ვექტორებით (პლაზმიდები) უნდა გაიზარდოს კულტურის გარემოში. ბაქტერიების გამრავლების დროს ბაქტერიული დნმ რეკომბინანტ პლაზმიდებთან ერთად იმეორებს მათ გენომებს და წარმოქმნის კლონებს. ეს კლონები შეიცავს საწყისი ორგანიზმის მთელ გენომს. აქედან გამომდინარე, მას გენომიურ ბიბლიოთეკას უწოდებენ. პლაზმიდები ადვილად შეიძლება გამოიყოს ბაქტერიული ქრომოსომული დნმ-დან ამ ორგანიზმის გენომიური ბიბლიოთეკის ასაგებად. თუ კონკრეტული ორგანიზმი შეიცავს დაინტერესებულ გენებს, ადვილია მისი აღმოჩენა გენომიურ ბიბლიოთეკაში მოლეკულური ზონდების (მარკერების) გამოყენებით ჰიბრიდიზაციის გზით.
გენომიური ბიბლიოთეკები მნიშვნელოვანია გენომის სტრუქტურისა და ფუნქციის, სპეციფიკური გენების, გენის მდებარეობის, გენის რუკების, მუტაციების, გენების თანმიმდევრობის, ახალი თერაპიული გენების იდენტიფიკაციის შესასწავლად და ა.შ.
სურათი_1: გენომიური ბიბლიოთეკის მშენებლობა
რა არის cDNA ბიბლიოთეკა?
cDNA ბიბლიოთეკა არის დამატებითი დნმ-ის (cDNA) კლონების კოლექცია, რომელიც სინთეზირებულია ორგანიზმის მთლიანი mRNA-დან. მშენებლობის პროცესი მოიცავს სხვადასხვა ნაბიჯებს. ორგანიზმიდან მთლიანი mRNA-ს გაწმენდა პირველი ნაბიჯია. იზოლირებული mRNA გარდაიქმნება cDNA ძაფებად, პროცესით, რომელსაც ეწოდება საპირისპირო ტრანსკრიფცია. საპირისპირო ტრანსკრიპციას ხელს უწყობს ფერმენტი, რომელსაც ეწოდება უკუ ტრანსკრიპტაზა. იგი იყენებს პატარა 3’ პრაიმერს და იწყებს პირველი cDNA ჯაჭვის სინთეზს, რომელიც ავსებს შაბლონის mRNA ჯაჭვს. შედეგად მიღებული ორჯაჭვიანი cDNA გარდაიქმნება მცირე ფრაგმენტებად შეზღუდვის ენდონუკლეაზების გამოყენებით და ჩასმულია შესაფერის ვექტორებში. ეს აგებული რეკომბინანტული მოლეკულები შემდეგ ემატება მასპინძელ ორგანიზმს და იზრდებიან კულტურულ გარემოში კლონების წარმოებისთვის. ორგანიზმის cDNA ფრაგმენტების შემცველი კლონების კოლექცია ცნობილია როგორც cDNA ბიბლიოთეკა. სრულად დაჭრილი მომწიფებული mRNA არ შეიცავს ინტრონებს და მარეგულირებელ რეგიონებს.ამიტომ არაკოდირების ფრაგმენტები არ არის cDNA ბიბლიოთეკებში, განსხვავებით გენომიური ბიბლიოთეკაში.
cDNA ბიბლიოთეკები მნიშვნელოვანია კოდირების რეგიონების, გენის ფუნქციების, გენების გამოხატვის და ა.შ. ანალიზისთვის.
სურათი_2: cDNA ბიბლიოთეკის აგება
რა განსხვავებაა cDNA-სა და გენომიურ ბიბლიოთეკას შორის?
cDNA გენომიური ბიბლიოთეკის წინააღმდეგ |
|
| cDNA ბიბლიოთეკა არის კლონების კოლექცია, რომლებიც შეიცავს ორგანიზმის mRNA-ს დამატებითი დნმ-ს | გენომიური ბიბლიოთეკა არის კლონების კოლექცია, რომლებიც შეიცავს ორგანიზმის მთლიან გენომურ დნმ-ს. |
| კოდირება არაკოდირებადი თანმიმდევრობების წინააღმდეგ | |
| cDNA ბიბლიოთეკა შეიცავს მხოლოდ კოდირების თანმიმდევრობებს; ის არ შეიცავს ინტრონებს. | გენომიური ბიბლიოთეკა შედგება მთელი გენომიური დნმ-ისგან, მათ შორის არაკოდირებადი (ინტრონები და მარეგულირებელი) დნმ. |
| ზომა | |
| cDNA ბიბლიოთეკა მცირეა. | გენომიური ბიბლიოთეკა დიდია. |
| საწყის მასალა | |
| საწყისი მასალაა mRNA | საწყისი მასალაა დნმ. |
| შებრუნებული ტრანსკრიპციის ჩართულობა. | |
| შებრუნებული ტრანსკრიფცია ხდება cDNA ჯაჭვის პირველი სინთეზის დროს. | შებრუნებული ტრანსკრიფცია არ ხდება. |
რეზიუმე - cDNA და გენომიური ბიბლიოთეკა
გენომიური ბიბლიოთეკა წარმოადგენს კლონების პოპულაციას, რომლებიც ატარებენ ორგანიზმის ფრაგმენტულ მთლიან გენომურ დნმ-ს. cDNA ბიბლიოთეკა წარმოადგენს კლონების პოპულაციას, რომლებიც შეიცავს ორგანიზმის მთლიანი mRNA-ს დამატებითი დნმ-ს. cDNA კლონი შეიცავს მხოლოდ mRNA-ში ნაპოვნი თანმიმდევრობებს, ხოლო გენომიური კლონი შეიცავს მთელი გენომის თანმიმდევრობებს. ეს არის განსხვავება cDNA-სა და გენომიურ ბიბლიოთეკას შორის.
