Hauptunterschied – cDNA vs. genomische DNA

Komplementäre DNA (cDNA) und genomische DNA sind zwei Arten von DNA-Molekülen, die in den Forschungsexperimenten in der Molekularbiologie verwendet werden. Sowohl cDNA als auch genomische DNA bestehen aus DNA-Nukleotiden. cDNA wird durch die reverse Transkription der extrahierten RNA aus Gewebe hergestellt. Die für die reverse Transkription verwendeten RNA-Typen können Gesamt-RNA, prä-mRNA, RNA, ribosomale RNA oder tRNA sein. Genomische DNA kann jedoch direkt aus der Zelle isoliert werden. Die Hauptunterschied zwischen cDNA und genomischer DNA ist das cDNA repräsentiert das Transkriptom eines bestimmten Organismus, während genomische DNA das Genom repräsentiert.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist cDNA? – Definition, Fakten, Rolle 2. Was ist genomische DNA? – Definition, Fakten, Rolle 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen cDNA und genomischer DNA? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen cDNA und genomischer DNA? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Komplementäre DNA (cDNA), Genom, Genomische DNA (gDNA), Reverse Transkription, RNA, Transkriptom

Was ist cDNA?

cDNA (komplementäre DNA) bezieht sich auf die synthetische DNA, deren Basensequenzen komplementär zur DNA sind. Es wird aus der reversen Transkription von RNA-Matrizen hergestellt. Zur reversen Transkription können Gesamt-RNA, prä-mRNA, RNA, ribosomale RNA oder tRNA verwendet werden. Reverse Transkriptase ist das Enzym, das die Reaktion der Produktion von cDNA aus RNA katalysiert. Die mit PCR gekoppelte reverse Transkription ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Reverse Transkription gekoppelt mit PCR

cDNA wird hauptsächlich zum Klonen von eukaryotischen Genen in den prokaryotischen Genomen verwendet. Exons bestehen aus der kodierenden Region von Proteinen. Bei Eukaryoten ist die kodierende Region durch Introns unterbrochen. Während der Transkription werden sowohl Introns als auch Exons in die Prä-mRNA kodiert. Aber während der mRNA-Prozessierung werden die Introns aus der mRNA entfernt, wodurch eine reife mRNA durch Zusammenspleißen der Exons entsteht. Die gesamte mRNA eines Organismus wird als Transkriptom bezeichnet. Prokaryonten fehlen jedoch mRNA-Prozessierungsmechanismen. Somit wird mRNA verwendet, um cDNA zu synthetisieren, die nur proteinkodierende Regionen des Genoms enthält. Diese cDNA wird verwendet, um Gene in Prokaryonten zu klonieren. cDNA wird natürlicherweise in Retroviren während der Umwandlung des RNA-Genoms in DNA produziert.

Was ist genomische DNA?

Genomische DNA (gDNA) bezieht sich auf den Gesamtsatz der chromosomalen DNA im Genom. Die Gesamtheit der Gene eines bestimmten Organismus wird als sein Genom bezeichnet. Allerdings sind nicht nur Gene des Genoms aktiv. Die meisten Organismengruppen haben ähnliche Arten von genomischer DNA innerhalb der Gruppe. Das Genom des Organismus wird von der nächsten Generation an die andere weitergegeben. Im Allgemeinen bestehen Genome aus einer großen Anzahl von Basenpaaren. Das menschliche Genom besteht beispielsweise aus rund 3 Milliarden Basenpaaren. Die Chromosomen des menschlichen Genoms sind in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Chromosomen des menschlichen Genoms

Die vier Arten von Sequenzen, die in der genomischen DNA gefunden werden, sind Protein-kodierende Gene, Tandem-Repeat-Gene, repetitive DNA und Spacer-DNA. Genomische DNA wird in vielen Experimenten in der Molekularbiologie verwendet. Die Isolierung genomischer DNA ist im Vergleich zur Herstellung von cDNA einfach. Genomische DNA kann als PCR-Matrizen, beim Klonen, Sequenzieren, Herstellen genomischer Bibliotheken, DNA-Fingerprinting, Untersuchung von Genstrukturen und Nachweis von Mutationen/Anomalien verwendet werden.

Ähnlichkeiten zwischen cDNA und genomischer DNA

Unterschied zwischen cDNA und genomischer DNA

Definition

cDNA: cDNA ist die synthetische DNA, deren Basensequenzen zur genomischen DNA komplementär sind.

Genomische DNA: Genomische DNA ist die Gesamtheit der chromosomalen DNA im Genom.

Vertreten

cDNA: cDNA repräsentiert das Transkriptom.

Genomische DNA: DNA repräsentiert das Genom.

Synthetisiert/Extrahiert aus

cDNA: cDNA wird aus der reversen Transkription verschiedener RNA-Typen synthetisiert.

Genomische DNA: Genomische DNA kann aus bestehenden Genomen extrahiert werden.

Inhalt

cDNA: cDNA besteht aus Exons oder kodierenden Regionen.

Genomische DNA: Genomische DNA besteht aus kodierenden und nicht-kodierenden Sequenzen eines Organismus.

Menge

cDNA: cDNA enthält einige Basenpaare.

Genomische DNA: Genomische DNA enthält eine große Anzahl von Basenpaaren.

Verwenden

cDNA: cDNA wird verwendet, um cDNA-Bibliotheken herzustellen.

Genomische DNA: Genomische DNA kann verwendet werden, um genomische Bibliotheken herzustellen.

Abschluss

cDNA und genomische DNA sind zwei Arten von DNA-Molekülen, die in verschiedenen Arten von Experimenten in der Molekularbiologie verwendet werden. cDNA wird aus RNA synthetisiert und besteht nur aus Exons. Daher repräsentiert es das Transkriptom eines Organismus. Genomische DNA kann leicht aus dem Zellkern extrahiert werden. Es besteht sowohl aus kodierenden als auch aus nicht-kodierenden Regionen. Es repräsentiert das Genom eines bestimmten Organismus. Der Hauptunterschied zwischen cDNA und genomischer DNA ist die Art der DNA, die in jeder Art von DNA-Molekülen vorhanden ist.

Referenz:

1. „CDNA (komplementäre DNA).“ Menschliche Gene, hier verfügbar.2. „GDNA – Genomische DNA | Advanced Analytical (AATI).“ Advanced Analytical Technologies, Inc. (AATI), hier erhältlich.3. „Genomische DNA-Isolierung und Anwendungen.“ Scribd, hier erhältlich.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Reverse Transkriptions-Polymerase-Kettenreaktion“ Von Jpark623 – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia2. „Menschliches Genom zu Genen“ (CC BY 2.0) über Commons Wikimedia