Негізгі айырмашылық – cDNA және геномдық кітапхана
Гендік инженерия әдістерін қолдана отырып, ғалымдар жасаған ДНҚ кітапханаларының екі негізгі түрі бар. Бұл cDNA кітапханасы және геномдық кітапхана. cDNA мен геномдық кітапхана арасындағы негізгі айырмашылық мынада: cDNA кітапханасында организмнің жалпы мРНҚ-ның клондалған комплементарлы ДНҚ бар, ал геномдық ДНҚ кітапханасында организмнің бүкіл геномының клондалған фрагменттері бар. Геномдық ДНҚ кітапханасы cDNA кітапханасынан үлкен.
Геномдық кітапхана дегеніміз не?
Геномдық ДНҚ кітапханасы – ағзаның жалпы геномдық ДНҚ фрагменттері бар клондар жинағы. Онда сол организмнің барлық геномдық ДНҚ, соның ішінде кодтау және кодталмаған тізбектер бар. Геномдық кітапхананың құрылысы рекомбинантты ДНҚ технологиясы, содан кейін клондау (гендік инженерия) арқылы жүзеге асырылады. 01-суретте көрсетілгендей, құрылыста әртүрлі қадамдар бар. Процесс геномдық ДНҚ-ны оқшаулаудан басталады. Сәйкес ДНҚ экстракциясы протоколын пайдаланып, ағзаның жалпы геномдық ДНҚ-сын бөліп алу керек. Содан кейін ДНҚ реттелетін өлшемдерге немесе рестрикциялық эндонуклеазалар (ДНҚ кесетін ферменттер) арқылы арнайы фрагменттерге айналуы керек. Фрагменттелген ДНҚ-ны ДНҚ лигазаларын (ДНҚ біріктіретін ферменттер) пайдаланып векторларға енгізу керек. Вектор – өздігінен көбейетін организм. Плазмидалар мен бактериофагтар рекомбинантты ДНҚ технологиясында жиі қолданылатын векторлар болып табылады. Бұл байланыстырылған векторлар рекомбинантты ДНҚ молекулалары ретінде белгілі, өйткені олар өздерінің және енгізілген ДНҚ тізбегін алып жүреді. Рекомбинантты векторлар иесі бактерияға қосылады және бактерия жасушасының ішіндегі рекомбинантты векторларды қабылдау үшін жасалады. Рекомбинантты векторлары (плазмидалары) бар бактерияларды қоректік ортада өсіру керек. Бактериялардың көбеюі кезінде бактериялық ДНҚ рекомбинантты плазмидалармен бірге олардың геномдарын көбейтіп, клондарды шығарады. Бұл клондарда бастапқы ағзаның бүкіл геномы бар. Сондықтан оны геномдық кітапхана деп атайды. Осы организмнің геномдық кітапханасын құру үшін плазмидаларды бактериялық хромосомалық ДНҚ-дан оңай бөлуге болады. Егер белгілі бір ағзада қызығушылық танытатын гендер болса, оны молекулалық зондтарды (маркерлерді) пайдаланып будандастыру арқылы геномдық кітапханада анықтау оңай.
Геномдық кітапханалар геномдық құрылым мен функцияны, спецификалық гендерді, гендердің орналасуын, гендік картаны, мутацияларды, гендердің секвенирленуін, жаңа терапевтік гендердің идентификациясын және т.б. зерттеу үшін маңызды.
1-сурет: геномдық кітапхананың құрылысы
CDNA кітапханасы дегеніміз не?
КДНҚ кітапханасы – ағзаның жалпы мРНҚ-сынан синтезделген комплементарлы ДНҚ (cDNA) клондарының жинағы. Құрылыс процесі әртүрлі кезеңдерді қамтиды. Жалпы мРНҚ-ны ағзадан тазарту бірінші қадам болып табылады. Оқшауланған мРНҚ кері транскрипция деп аталатын процесс арқылы кДНҚ тізбегіне айналады. Кері транскрипцияны кері транскриптаза деп аталатын фермент қамтамасыз етеді. Ол шағын 3' праймерді пайдаланады және үлгі мРНҚ тізбегіне комплементарлы бірінші cDNA тізбегінің синтезін бастайды. Алынған қос тізбекті кДНҚ рестрикциялық эндонуклеазалардың көмегімен кішірек фрагменттерге айналады және сәйкес векторларға енгізіледі. Бұл құрастырылған рекомбинантты молекулалар кейіннен қабылдаушы организмге қосылады және клондарды алу үшін қоректік ортада өсіріледі. Ағзаның кДНҚ фрагменттері бар клондар жинағы кДНҚ кітапханасы ретінде белгілі. Толығымен кесілген жетілген мРНҚ-да интрондар мен реттеуші аймақтар жоқ. Сондықтан кодталмаған фрагменттер геномдық кітапханадағыдай емес cDNA кітапханаларында болмайды.
cDNA кітапханалары кодтау аймақтарын, ген функцияларын, гендердің экспрессиясын және т.б. талдау үшін маңызды.
2-сурет: cDNA кітапханасының құрылысы
КДНҚ мен геномдық кітапхананың айырмашылығы неде?
cDNA және геномдық кітапхана |
|
| cDNA кітапханасы – ағзаның мРНҚ-сына комплементарлы ДНҚ бар клондардың жинағы | Геномдық кітапхана – ағзаның жалпы геномдық ДНҚ-сы бар клондардың жинағы. |
| Кодтау және кодталмаған реттілік | |
| cDNA кітапханасы тек кодтау ретін қамтиды; оның құрамында интрондар жоқ. | Геномдық кітапхана бүкіл геномдық ДНҚ-дан тұрады, соның ішінде кодталмаған (интрондар және реттеуші) ДНҚ. |
| Өлшем | |
| cDNA кітапханасы кішкентай. | Геномдық кітапхана үлкен. |
| Бастау материалы | |
| Бастапқы материал mRNA | Бастапқы материал – ДНҚ. |
| кері транскрипцияның қатысуы. | |
| Кері транскрипция бірінші cDNA тізбегі синтезінде жүреді. | кері транскрипция болмайды. |
Қорытынды – cDNA және геномдық кітапхана
Геномдық кітапхана организмнің фрагменттелген жалпы геномдық ДНҚ-сы бар клондардың популяциясын білдіреді. cDNA кітапханасы организмнің жалпы мРНҚ-ның комплементарлы ДНҚ-сы бар клондардың популяциясын білдіреді. cDNA клонында тек мРНҚ-да табылған тізбектер ғана болады, ал геномдық клонда бүкіл геномның реттіліктері бар. Бұл cDNA мен геномдық кітапхана арасындағы айырмашылық.
