Διαφορά μεταξύ DNA και cDNA

Κύρια διαφορά – DNA έναντι cDNA

Το DNA και το cDNA είναι δύο τύποι νουκλεϊκών οξέων. Το DNA είναι το γενετικό υλικό των περισσότερων οργανισμών. Είναι διατεταγμένο μέσα στον πυρήνα σε ευκαρυώτες. Στα προκαρυωτικά, το DNA υπάρχει στο κυτταρόπλασμα. Κατά τη διάρκεια της μεταγραφής, παράγεται αγγελιοφόρο RNA από τις αλληλουχίες DNA. Αυτό το mRNA μεταγράφεται αντίστροφα από το ένζυμο της αντίστροφης μεταγραφάσης σε συμπληρωματικό DNA ή cDNA. Η κύρια διαφορά μεταξύ DNA και cDNA είναι ότι το DNA αποτελείται από κωδικοποιητικές και μη αλληλουχίες, ενώ το cDNA περιέχει μόνο τις κωδικεύουσες αλληλουχίες. Οι κωδικοποιητικές αλληλουχίες είναι τα εξόνια ενός γονιδίου, το οποίο κωδικοποιεί μια λειτουργική πρωτεΐνη. Οι μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες είναι οι υπόλοιπες αλληλουχίες DNA του γονιδιώματος. Ορισμένες από τις μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες κωδικοποιούν για το μη κωδικοποιητικό RNA όπως το RNA μεταφοράς και το ριβοσωμικό RNA. Ορισμένες από τις μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες περιλαμβάνουν ρυθμιστικά στοιχεία, τα οποία εμπλέκονται στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το DNA
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Συνάρτηση
2. Τι είναι το cDNA
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Σύνθεση, Χρήση
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ DNA και cDNA
      – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ DNA και cDNA
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Κωδικοποιητικές αλληλουχίες, συμπληρωματικό DNA (cDNA), δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA), νουκλεοτίδια DNA, αντιγραφή DNA, αγγελιοφόρος RNA (mRNA), μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες, αντίστροφη μεταγραφή

Τι είναι το DNA

Το DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ) είναι ένας τύπος νουκλεϊκού οξέος που χρησιμεύει ως κληρονομικό υλικό των περισσότερων οργανισμών. Το DNA βρίσκεται κυρίως στον πυρήνα των ευκαρυωτών. Μια μικρή ποσότητα DNA βρίσκεται επίσης μέσα σε οργανίδια όπως τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες. Οι τέσσερις αζωτούχες βάσεις, η αδενίνη (Α), η γουανίνη (G), η κυτοσίνη (C) και η θυμίνη (Τ) εμπλέκονται στην αποθήκευση της γενετικής πληροφορίας στο DNA. Κάθε αζωτούχος βάση συνδέεται με μια ομάδα σακχάρου δεοξυριβόζης, η οποία είναι συνδεδεμένη με μια φωσφορική ομάδα. Αυτό σχηματίζει τα βασικά δομικά στοιχεία του DNA, τα οποία ονομάζονται νουκλεοτίδια.

Εικόνα 1:διπλή έλικα DNA

Το συνολικό DNA ενός οργανισμού ονομάζεται γονιδίωμα αυτού του οργανισμού. Οι άνθρωποι περιέχουν 3 δισεκατομμύρια νουκλεοτίδια στο γονιδίωμα. Αυτά τα νουκλεοτίδια είναι διατεταγμένα σε δύο κλώνους που είναι συμπληρωματικές μεταξύ τους. Οι βάσεις αδενίνης του ενός κλώνου σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με τις βάσεις θυμίνης του άλλου κλώνου. Ομοίως, οι βάσεις κυτοσίνης σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με τις βάσεις γουανίνης. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται συμπληρωματικό ζεύγος βάσεων, και αυτό σχηματίζει μια δίκλωνη δομή του DNA. Ο διπλός κλώνος του DNA σχηματίζει μια δομή διπλής έλικας. Οι διπλές έλικες του DNA είναι διατεταγμένες σε χρωμοσώματα και είναι σφιχτά συσκευασμένες μέσα στον πυρήνα. Τα μόρια DNA είναι ικανά να αυτοαναπαραχθούν για να δημιουργήσουν νέα αντίγραφα DNA από τα υπάρχοντα αντίγραφα. Η δομή της διπλής έλικας του DNA φαίνεται στο σχήμα 1 .

Τι είναι το cDNA

Το cDNA (συμπληρωματικό DNA ) αναφέρεται στο μονόκλωνο DNA που παράγεται από την αντίστροφη μεταγραφή προτύπων αγγελιαφόρου RNA. Η αντίστροφη μεταγραφή καταλύεται από το ένζυμο, την αντίστροφη μεταγραφάση. Το cDNA παράγεται επίσης σε ρετροϊούς κατά τη μετατροπή του γονιδιώματος RNA σε DNA. Το cDNA χρησιμοποιείται κυρίως στην κλωνοποίηση ευκαρυωτικών γονιδίων σε προκαρυώτες. Τα ευκαρυωτικά γονίδια περιέχουν ιντρόνια ανάμεσα στα εξόνια, τα οποία κωδικοποιούν τις πρωτεΐνες. Κατά τη μεταγραφή, τόσο τα εσώνια όσο και τα εξόνια κωδικοποιούνται σε αγγελιοφόρο RNA (mRNA). Όμως, τα εσώνια αφαιρούνται από το mRNA για να παραχθεί ένα ώριμο mRNA με μάτισμα των εξονίων μεταξύ τους. Το συνολικό mRNA ενός οργανισμού ονομάζεται μεταγραφικό. Αυτό το mRNA μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή cDNA, που περιέχει μόνο τις πρωτεϊνικές κωδικοποιητικές περιοχές του γονιδιώματος.

Εικόνα 2:Αντίστροφη μεταγραφή και PCR

Η σύνθεση του cDNA από το DNA μειώνει τον αριθμό των ζευγών βάσεων που πρέπει να χειριστούν κατά τη διάρκεια ενός πειράματος. Αυτό το cDNA στη συνέχεια κλωνοποιείται σε φορείς, οι οποίοι μπορούν να μεταφέρουν ξένο DNA σε άλλους προκαρυωτικούς ή ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Τα βακτήρια, καθώς και οι μονοκύτταροι μύκητες, μετασχηματίζονται με ευκαρυωτικά γονίδια. Η αντίστροφη μεταγραφή σε συνδυασμό με μια PCR φαίνεται στην εικόνα 2 .

Similarities Between DNA and cDNA

• Το DNA και το cDNA αποτελούνται από νουκλεοτίδια DNA.
• Τόσο το DNA όσο και το cDNA αποτελούνται από τέσσερις αζωτούχες βάσεις, A, G, C και T.
• Τόσο το DNA όσο και το cDNA αποτελούνται από σάκχαρο δεοξυριβόζης.
• Τόσο το DNA όσο και το cDNA περιέχουν μια ραχοκοκαλιά σακχάρου-φωσφορικού.
• Τόσο το DNA όσο και το cDNA αποτελούνται από κωδικοποιητικές περιοχές.

Διαφορά μεταξύ DNA και cDNA

Ορισμός

DNA: Το DNA αναφέρεται σε έναν τύπο νουκλεϊκού οξέος, που αποτελείται από μια διπλή έλικα, η οποία συγκρατείται από τους δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των πουρινών και των πυριμιδινών στις δύο αλυσίδες.

cDNA: Το cDNA αναφέρεται στο DNA που συντίθεται χρησιμοποιώντας αγγελιοφόρο RNA ως πρότυπο.

Ονόματα

DNA: Το DNA αναφέρεται σε δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ.

cDNA: Το cDNA αναφέρεται σε συμπληρωματικό DNA.

Σύνθεση από

DNA: Το DNA συντίθεται από τα υπάρχοντα γονιδιώματα.

cDNA: Το cDNA συντίθεται από το κυτοσολικό mRNA.

Σύνθεση από

DNA: Το DNA συντίθεται κατά την αντιγραφή του DNA με τη δράση του ενζύμου DNA πολυμεράση.

cDNA: Το cDNA συντίθεται κατά τη διάρκεια της αντίστροφης μεταγραφής από τη δράση του ενζύμου ανάστροφη μεταγραφάση.

Μονόκλωνο/Δίκλωνο

DNA: Το DNA είναι δίκλωνο στη φύση.

cDNA: Το cDNA είναι μονόκλωνο.

Αποτελείται από

DNA: Το DNA αποτελείται τόσο από κωδικοποιητικές όσο και από μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες ενός οργανισμού.

cDNA: Το cDNA αποτελείται μόνο από τις κωδικοποιητικές περιοχές ή τα εξόνια.

Αποκαλείται ως

DNA: Το συνολικό DNA ενός οργανισμού ονομάζεται γονιδίωμα.

cDNA: Το συνολικό cDNA ενός οργανισμού ονομάζεται μεταγραφή.

Ποσότητα

DNA: Το DNA περιέχει μεγάλο αριθμό ζευγών βάσεων.

cDNA: Το cDNA περιέχει μερικά ζεύγη βάσεων σε σύγκριση με το DNA.

Χρήση

DNA: Το DNA μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή γονιδιωματικών βιβλιοθηκών.

cDNA: Το cDNA μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή βιβλιοθηκών cDNA.

Συμπέρασμα

Το DNA και το cDNA είναι δύο μορφές νουκλεϊκών οξέων που χρησιμοποιούνται ευρέως σε μοριακές βιολογικές τεχνικές. Τόσο το DNA όσο και το RNA αποτελούνται από νουκλεοτίδια DNA. Το DNA είναι το πιο κοινό νουκλεϊκό οξύ που βρίσκεται στα γονιδιώματα. Αποτελείται από μια δομή διπλής έλικας. Το νέο DNA συντίθεται από το υπάρχον DNA κατά την αντιγραφή του DNA από το ένζυμο, DNA πολυμεράση. Το cDNA αποτελείται από ένα μονόκλωνο μόριο DNA. Συντίθεται από μόρια mRNA σε μια διαδικασία που ονομάζεται αντίστροφη μεταγραφή από το ένζυμο αντίστροφη μεταγραφάση. Το DNA περιέχει τόσο τις κωδικοποιητικές όσο και τις μη κωδικοποιητικές περιοχές του γονιδιώματος. Όμως, το cDNA περιέχει μόνο κωδικοποιητικές περιοχές ή εξόνια. Η κύρια διαφορά μεταξύ DNA και cDNA είναι η σύνθεση κάθε τύπου νουκλεϊκού οξέος.

Αναφορά:

1. «Τι είναι το DNA; – Γενετική Αρχική Αναφορά." Εθνική Βιβλιοθήκη Ιατρικής των ΗΠΑ, Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, Διατίθεται εδώ. Πρόσβαση στις 22 Αυγούστου 2017.
2. «CDNA (Συμπληρωματικό DNA).» Ανθρώπινα Γονίδια, Διαθέσιμο εδώ. Πρόσβαση στις 22 Αυγούστου 2017.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «DNA double helix (13081113544)» By Genomics Education Program – DNA double helix (CC BY 2.0) μέσω Commons Wikimedia
2. «Αλυσωτή αντίδραση πολυμεράσης αντίστροφης μεταγραφής» Από Jpark623 – Δική του εργασία (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia