Differenza chiave – cDNA vs libreria genomica
Ci sono due tipi principali di librerie di DNA costruite da scienziati utilizzando tecniche di ingegneria genetica. Quelle sono la libreria cDNA e la libreria genomica. Il differenza fondamentale tra cDNA e libreria genomica è quello la libreria cDNA contiene il DNA complementare clonato dell'mRNA totale di un organismo mentre la libreria del DNA genomico contiene i frammenti clonati dell'intero genoma di un organismo. La libreria del DNA genomico è più grande della libreria del cDNA.
Cos'è una libreria genomica?
Una libreria di DNA genomico è una raccolta di cloni contenenti i frammenti del DNA genomico totale di un organismo. Contiene l'intero DNA genomico di quell'organismo, comprese le sequenze codificanti e non codificanti. La costruzione di una libreria genomica viene eseguita mediante la tecnologia del DNA ricombinante seguita dalla clonazione (ingegneria genetica). Ci sono diversi passaggi coinvolti nella costruzione, come mostrato nella figura 01. Il processo inizia con l'isolamento del DNA genomico. Utilizzando un protocollo di estrazione del DNA adatto, è necessario isolare il DNA genomico totale di un organismo. Quindi il DNA dovrebbe essere convertito in dimensioni gestibili o nei frammenti specifici mediante endonucleasi di restrizione (enzimi di taglio del DNA). Il DNA frammentato deve essere inserito nei vettori utilizzando DNA ligasi (enzimi di unione del DNA). Un vettore è un organismo autoreplicante. Plasmidi e batteriofagi sono vettori comunemente usati nella tecnologia del DNA ricombinante. Questi vettori ligati sono noti come molecole di DNA ricombinante poiché trasportano sequenze di DNA sia proprie che inserite. I vettori ricombinanti vengono aggiunti a un batterio ospite e fatti per assorbire i vettori ricombinanti all'interno della cellula batterica. I batteri con vettori ricombinanti (plasmidi) devono essere coltivati in un mezzo di coltura. Durante la moltiplicazione batterica, il DNA batterico, insieme ai plasmidi ricombinanti, replica i loro genomi e produce cloni. Questi cloni contengono l'intero genoma dell'organismo di origine. Quindi, è chiamata una libreria genomica. I plasmidi possono essere facilmente separati dal DNA cromosomico batterico per costruire la libreria genomica di quell'organismo. Se un particolare organismo contiene geni interessati, è facile rilevarlo nella libreria genomica mediante ibridazione utilizzando sonde molecolari (marcatori).
Le librerie genomiche sono importanti per studiare la struttura e la funzione genomica, geni specifici, posizione genica, mappatura genica, mutazioni, sequenziamento genico, identificazione di nuovi geni terapeutici ecc.
Figura_1: Costruzione di una libreria genomica
Cos'è una libreria cDNA?
Una libreria di cDNA è una raccolta di cloni di DNA complementare (cDNA) sintetizzati dall'mRNA totale di un organismo. La procedura di costruzione prevede diversi passaggi. La prima fase coinvolta è la purificazione dell'mRNA totale da un organismo. L'mRNA isolato viene convertito in filamenti di cDNA mediante un processo chiamato trascrizione inversa. La trascrizione inversa è facilitata da un enzima chiamato trascrittasi inversa. Utilizza un piccolo primer 3' e avvia la sintesi del primo filamento di cDNA complementare al filamento di mRNA del modello. Il cDNA a doppio filamento risultante viene convertito in frammenti più piccoli utilizzando endonucleasi di restrizione e inserito in vettori adatti. Queste molecole ricombinanti costruite vengono quindi aggiunte a un organismo ospite e coltivate in un mezzo di coltura per produrre cloni. La raccolta di cloni contenenti frammenti di cDNA di un organismo è nota come libreria di cDNA. L'mRNA maturo completamente affettato non contiene introni e regioni regolatorie. Pertanto i frammenti non codificanti non sono presenti nelle librerie di cDNA a differenza di una libreria genomica.
Le librerie di cDNA sono importanti per l'analisi delle regioni codificanti, delle funzioni geniche, dell'espressione dei geni, ecc.
Figura_2: Costruzione di una libreria di cDNA
Qual è la differenza tra cDNA e libreria genomica?
cDNA vs Libreria genomica |
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| La libreria cDNA è una raccolta di cloni che portano il DNA complementare all'mRNA di un organismo | La libreria genomica è una raccolta di cloni che portano il DNA genomico totale di un organismo. |
| Sequenze di codifica e non di codifica | |
| La libreria cDNA contiene solo le sequenze di codifica; non contiene introni. | La libreria genomica consiste dell'intero DNA genomico compreso il DNA non codificante (introni e regolatori). |
| Taglia | |
| La libreria cDNA è piccola. | La biblioteca genomica è grande. |
| Materiale di partenza | |
| Il materiale di partenza è l'mRNA | Il materiale di partenza è il DNA. |
| Coinvolgimento della trascrizione inversa. | |
| La trascrizione inversa avviene nella prima sintesi del filamento di cDNA. | La trascrizione inversa non avviene. |
Riepilogo – cDNA e libreria genomica
La libreria genomica rappresenta una popolazione di cloni portatori del DNA genomico totale frammentato di un organismo. La libreria cDNA rappresenta la popolazione di cloni portatori di DNA complementare dell'mRNA totale di un organismo. Un clone di cDNA contiene solo le sequenze trovate nell'mRNA mentre il clone genomico contiene le sequenze dell'intero genoma. Questa è la differenza tra cDNA e libreria genomica.
