Hauptunterschied – DNA vs. cDNA

DNA und cDNA sind zwei Arten von Nukleinsäuren. Die DNA ist das genetische Material der meisten Organismen. Bei Eukaryoten ist es im Kern angeordnet. Bei Prokaryonten ist DNA im Zytoplasma vorhanden. Während der Transkription wird aus den DNA-Sequenzen Boten-RNA hergestellt. Diese mRNA wird durch das reverse Transkriptase-Enzym in komplementäre DNA oder cDNA revers transkribiert. Die Hauptunterschied zwischen DNA und cDNA ist das DNA besteht sowohl aus kodierenden als auch aus nicht-kodierenden Sequenzen, während cDNA nur die kodierenden Sequenzen enthält. Die kodierenden Sequenzen sind die Exons eines Gens, das für ein funktionelles Protein kodiert. Die nicht-kodierenden Sequenzen sind die restlichen DNA-Sequenzen des Genoms. Einige der nicht-kodierenden Sequenzen kodieren für die nicht-kodierende RNA, wie zum Beispiel Transfer-RNA und ribosomale RNA. Einige der nicht-kodierenden Sequenzen enthalten regulatorische Elemente, die an der Regulation der Genexpression beteiligt sind.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist DNA? – Definition, Eigenschaften, Funktion 2. Was ist cDNA? – Definition, Eigenschaften, Synthese, Verwendung 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen DNA und cDNA? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen DNA und cDNA? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Kodierende Sequenzen, Komplementäre DNA (cDNA), Desoxyribonukleinsäure (DNA), DNA-Nukleotide, DNA-Replikation, Messenger-RNA (mRNA), Nicht-kodierende Sequenzen, Reverse Transkription

Was ist DNA?

DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist eine Art von Nukleinsäure, die als Erbmaterial der meisten Organismen dient. DNA kommt hauptsächlich im Kern von Eukaryoten vor. Eine kleine Menge DNA wird auch in Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten gefunden. Die vier stickstoffhaltigen Basen Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T) sind an der Speicherung der genetischen Information auf der DNA beteiligt. Jede stickstoffhaltige Base ist an eine Desoxyribose-Zuckergruppe gebunden, die ihrerseits an eine Phosphatgruppe gebunden ist. Dies bildet die Grundbausteine ​​der DNA, die als Nukleotide bezeichnet werden.

Abbildung 1: DNA-Doppelhelix

Die gesamte DNA eines Organismus wird als Genom dieses Organismus bezeichnet. Der Mensch enthält 3 Milliarden Nukleotide im Genom. Diese Nukleotide sind in zwei zueinander komplementären Strängen angeordnet. Die Adeninbasen des einen Strangs bilden mit den Thyminbasen des anderen Strangs Wasserstoffbrückenbindungen. Ebenso bilden die Cytosinbasen mit den Guaninbasen Wasserstoffbrückenbindungen. Dieser Vorgang wird als komplementäre Basenpaarung bezeichnet und bildet eine doppelsträngige DNA-Struktur. Der DNA-Doppelstrang bildet eine Doppelhelix-Struktur. Die DNA-Doppelhelices sind in Chromosomen angeordnet und im Kern dicht gepackt. DNA-Moleküle sind in der Lage, sich selbst zu replizieren, um aus den vorhandenen Kopien neue DNA-Kopien herzustellen. Die Struktur der DNA-Doppelhelix ist in Abbildung 1 dargestellt.

Was ist cDNA?

Die cDNA (komplementäre DNA) bezieht sich auf die einzelsträngige DNA, die aus der reversen Transkription von Messenger-RNA-Matrizen hergestellt wird. Die reverse Transkription wird durch das Enzym reverse Transkriptase katalysiert. cDNA wird auch in Retroviren während der Umwandlung des RNA-Genoms in DNA produziert. cDNA wird hauptsächlich beim Klonen von eukaryotischen Genen in Prokaryonten verwendet. Eukaryotische Gene enthalten Introns zwischen den Exons, die für Proteine ​​kodieren. Während der Transkription werden sowohl Introns als auch Exons in Messenger-RNA (mRNA) kodiert. Die Introns werden jedoch aus der mRNA entfernt, um eine reife mRNA zu produzieren, indem die Exons zusammengespleißt werden. Die gesamte mRNA eines Organismus wird als Transkriptom bezeichnet. Diese mRNA kann verwendet werden, um cDNA herzustellen, die nur die proteinkodierenden Regionen des Genoms enthält.

Abbildung 2: Reverse Transkription und PCR

Die Synthese von cDNA aus DNA reduziert die Anzahl der Basenpaare, die während eines Experiments gehandhabt werden sollten. Diese cDNA wird dann in Vektoren kloniert, die fremde DNA in andere prokaryontische oder eukaryontische Organismen tragen können. Bakterien sowie die einzelligen Pilze werden mit eukaryontischen Genen transformiert. Reverse Transkription gekoppelt mit einer PCR ist in Abbildung 2 dargestellt.

Ähnlichkeiten zwischen DNA und cDNA

Unterschied zwischen DNA und cDNA

Definition

DNA: DNA bezieht sich auf eine Art von Nukleinsäure, die aus einer Doppelhelix besteht, die von den Wasserstoffbrücken zwischen den Purinen und Pyrimidinen in den beiden Ketten gehalten wird.

cDNA: cDNA bezieht sich auf die DNA, die unter Verwendung von Messenger-RNA als Matrize synthetisiert wird.

Namen

DNA: DNA bezieht sich auf Desoxyribonukleinsäure.

cDNA: cDNA bezieht sich auf komplementäre DNA.

Synthetisiert aus

DNA: DNA wird aus den vorhandenen Genomen synthetisiert.

cDNA: cDNA wird aus der zytosolischen mRNA synthetisiert.

Synthetisiert von

DNA: DNA wird während der DNA-Replikation durch die Wirkung des Enzyms DNA-Polymerase synthetisiert.

cDNA: cDNA wird während der reversen Transkription durch die Wirkung des Enzyms reverse Transkriptase synthetisiert.

Ein-/Doppelstrang

DNA: DNA ist von Natur aus doppelsträngig.

cDNA: cDNA ist einzelsträngig.

Besteht aus

DNA: DNA besteht sowohl aus kodierenden als auch aus nicht-kodierenden Sequenzen eines Organismus.

cDNA: cDNA besteht nur aus den kodierenden Regionen oder den Exons.

Genannt als

DNA: Die gesamte DNA eines Organismus wird Genom genannt.

cDNA: Die gesamte cDNA eines Organismus wird als Transkriptom bezeichnet.

Menge

DNA: DNA enthält eine große Anzahl von Basenpaaren.

cDNA: cDNA enthält im Vergleich zur DNA einige Basenpaare.

Verwenden

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

cDNA: cDNA kann verwendet werden, um cDNA-Bibliotheken herzustellen.

Abschluss

DNA und cDNA sind zwei Formen von Nukleinsäuren, die in molekularbiologischen Techniken weit verbreitet sind. Sowohl DNA als auch RNA bestehen aus DNA-Nukleotiden. DNA ist die am häufigsten vorkommende Nukleinsäure in Genomen. Es besteht aus einer Doppelhelix-Struktur. Die neue DNA wird während der DNA-Replikation durch das Enzym DNA-Polymerase aus der bestehenden DNA synthetisiert. cDNA besteht aus einem einzelsträngigen DNA-Molekül. Es wird aus mRNA-Molekülen in einem als reverse Transkription bezeichneten Prozess durch das Enzym reverse Transkriptase synthetisiert. DNA enthält sowohl kodierende als auch nicht-kodierende Regionen des Genoms. cDNA enthält jedoch nur kodierende Regionen oder die Exons. Der Hauptunterschied zwischen DNA und cDNA ist die Zusammensetzung der einzelnen Nukleinsäuretypen.

Referenz:

1. „Was ist DNA? – Genetik Home-Referenz.“ U.S. National Library of Medicine, National Institutes of Health, hier verfügbar. Aufgerufen am 22. August 2017.2. „CDNA (komplementäre DNA).“ Menschliche Gene, hier erhältlich. Aufgerufen am 22. August 2017.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. "DNA-Doppelhelix (13081113544)" Von Genomics Education Program - DNA-Doppelhelix (CC BY 2.0) über Commons Wikimedia2. „Reverse Transkriptions-Polymerase-Kettenreaktion“ Von Jpark623 – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia