Starpība starp DNS un cDNS

galvenā atšķirība starp DNS un cDNS ir tas, ka DNS satur gan eksonus, gan intronus, savukārt cDNS satur tikai eksonus.

DNS un cDNS ir divu veidu nukleīnskābes, kuras veido dezoksiribonukleotīdi. DNS ir viena no vissvarīgākajām dzīvo organismu makromolekulēm, kas veido genomu. Genomā ir visa organisma ģenētiskā informācija. Tas veido dažāda veida sekvences, ieskaitot eksonus, kas ir kodējošās sekvences, un intronus, kas ir nekodējošas sekvences. No otras puses, cDNS vai komplementārā DNS ir vēl viena DNS forma, ko zinātnieki mākslīgi sintezē no mRNS molekulām. Tā kā cDNS iegūst no mRNS šabloniem, tas nesatur nekodējošas sekvences vai intronus.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir DNS
3. Kas ir cDNS
4. Līdzības starp DNS un cDNS
5. Salīdzinājums blakus - DNS vs cDNS tabulas formā
6. Kopsavilkums

Kas ir DNS?

Dezoksiribonukleīnskābe vai DNS kalpo kā daudzu dzīvo organismu, ieskaitot baktērijas, ģenētiskais materiāls. Ģenētiskā informācija atrodas DNS molekulās nukleotīdu sekvenču un gēnu formā. Reprodukcijas laikā vecāku DNS ar gametām tiek nodota pēcnācēju paaudzei. Strukturāli DNS ir makromolekula, kas sastāv no dezoksiribonukleotīdu monomēriem. Dezoksiribonukleotīdam ir trīs komponenti; dezoksiribozes cukurs, slāpekļa bāze (adenīns, guanīns, citozīns un timīns) un fosfātu grupa. Turklāt DNS molekulas eksistē kā dubultā spirāle, kas izgatavota no diviem komplementāriem DNS virzieniem, kurus savstarpēji savieno ūdeņraža saites starp komplementārām slāpekļa bāzēm. Attiecīgi starp adenīnu un timīnu ir divas ūdeņraža saites, savukārt starp citozīnu un guanīnu ir trīs ūdeņraža saites.

01. attēls: DNS

DNS spirālē fosfāta un cukura daļas atrodas ārpus spirāles, kamēr bāzes paliek spirāles iekšpusē. Divas DNS šķipsnas virzās pretējos virzienos. Turklāt DNS molekulas cieši satinas ar histona olbaltumvielām un veido pavedienu, kas līdzīgs struktūrām, kuras eukariotos sauc par hromosomām. Svarīgs DNS īpašums ir tas, ka tas pats atkārtojas, kas nozīmē, ka tas var pats atkārtot vai kopēt. Tam ir arī liela loma dzīvo organismu sintēzē.

Kas ir cDNA?

cDNS apzīmē komplementāru DNS. Tā ir DNS forma, kas mākslīgi sintezēta ar Messenger RNS (mRNS) palīdzību un kalpo par veidni reversās transkriptāzes enzīma klātbūtnē. Lielākajā daļā eikariotu genoma DNS satur daudz gēnu, kas sastāv no eksoniem un introniem. Eksoni ir kodējošās sekvences, savukārt introni veido nekodēto genoma daļu. Parasti gēna ekspresijas laikā sensa DNS sekvence tiek transkribēta mRNS secībā pirms olbaltumvielu ražošanas. Izgatavojot nobriedušu mRNS, splicēšanas mehānisms noņem visas introna sekvences. Līdz ar to nobriedusi mRNS nesatur intronus vai nekodējošās sekvences.

Turklāt eukariotu šūnu mRNS var iegūt un attīrīt, lai iegūtu cDNS. Ferments; reversā transkriptāze katalizē cDNS sintēzi no šīs attīrītās eikariotu mRNS. Pēc cDNS konstruēšanas no mRNS tos var klonēt baktēriju šūnā, lai izveidotu cDNS bibliotēkas, vai arī tos var izmantot heteroloģisko ekspresijas pētījumu veikšanai.

02 attēls: cDNS

Parasti cDNS ir liela vērtība eukariotu gēnu klonēšanā prokariotos. Tā kā prokarioti nesatur intronus, tie nespēj izraut intronus no eikariotu DNS un veido funkcionālu mRNS. Tāpēc, pirms veselu eikariotu gēnu klonēšanas prokariotos, ir jānoņem introni un jāpadara cDNS no mRNS un klons prokariotos.

Kādas ir līdzības starp DNS un cDNS?

• DNS un cDNS ir divas nukleīnskābju formas.
• Abi satur dezoksiribonukleotīdu monomērus.
• Turklāt abiem piemīt gēnu kodēšanas secība.

Kāda ir atšķirība starp DNS un cDNS?

DNS ir dabiska nukleīnskābes forma, savukārt cDNS ir mākslīgi veidota nukleīnskābes forma. Tāpēc šī ir viena atšķirība starp DNS un cDNS. Turklāt DNS pārstāv daudzu dzīvo organismu genomu. Tas veido kodēšanas un nekodēšanas sekvences. Tomēr, veidojot mRNS, visas intronu sekvences tiek izgrieztas, jo tām nav nozīmes olbaltumvielu veidošanā. Līdz ar to mRNS sekvences nesatur intronus. Šīs mRNS sekvences darbojas kā veidnes, sintezējot cDNS. Līdz ar to cDNS nesatur intronus. Attiecīgi DNS satur intronus, bet cDNA nesatur intronus. Mēs to varam teikt par galveno atšķirību starp DNS un cDNS.

Turklāt, tā kā cDNS satur tikai eksonus, cDNS ir daudz īsāki nekā DNS. DNS satur dažus intronus, kas aptver tūkstošiem bāzes pāru. Tātad, šī ir arī atšķirība starp DNS un cDNS. Turklāt DNS dabiski rodas kā divpavedienu spirāle, bet cDNS - kā vienpavedienu sekvences. DNS polimerāze ir ferments, kas katalizē DNS sintēzi vai replikāciju, savukārt reversā transkriptāze ir ferments, kas laboratorijā katalizē cDNS sintēzi.

Zemāk infografika par atšķirību starp DNS un cDNS sniedz sīkāku informāciju par šīm atšķirībām.

Kopsavilkums - DNS vs cDNA

DNS ir svarīgs polimērs, kas veido mūsu genomu. No otras puses, cDNS ir vēl viena DNS forma, kas ir svarīga, lai veidotu cDNS bibliotēkas un ražotu olbaltumvielas, kuras gandrīz neizpauž. mRNS izmanto cDNS iegūšanai. Līdz ar to cDNS nesatur intronus. Bet DNS satur intronus. Tādējādi tā ir galvenā atšķirība starp DNS un cDNS. DNS ir noderīga genoma DNS bibliotēku konstruēšanai, savukārt cDNS ir noderīga cDNS bibliotēku konstruēšanai. Tā kā cDNS nesatur intronus, cDNS ir īsāks nekā DNS. Vissvarīgākais ir tas, ka DNS ir divpavediena, savukārt cDNS ir vienpavediena. Tas apkopo atšķirību starp DNS un cDNS.

Atsauce:

1. “Papildu DNS”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 2018. gada 7. decembris. Pieejams šeit
2. “Kas ir DNS? - Ģenētikas mājas atsauce - NIH. ” ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka, Nacionālie veselības institūti. Pieejams šeit  

Attēla pieklājība:

1. Magnuss Manske, Dietzel65, LadyofHats, Radio89 (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia.  
2. PhD Dre (CC BY-SA 3.0) “cDNA bibliotēkas izveidošana”, izmantojot Commons Wikimedia