ความแตกต่างที่สำคัญ – cDNA กับ Genomic Library
ห้องสมุด DNA มีสองประเภทหลักที่สร้างโดยนักวิทยาศาสตร์โดยใช้เทคนิคทางพันธุวิศวกรรม นั่นคือห้องสมุด cDNA และห้องสมุดจีโนม ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง cDNA และไลบรารี Genomic คือไลบรารี cDNA มี DNA เสริมที่โคลนของ mRNA ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตในขณะที่ไลบรารี DNA ของจีโนมประกอบด้วยชิ้นส่วนที่โคลนของจีโนมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต ห้องสมุดจีโนม DNA มีขนาดใหญ่กว่าห้องสมุด cDNA
ห้องสมุดจีโนมคืออะไร
ห้องสมุด DNA ของจีโนมคือชุดของโคลนที่มีชิ้นส่วนของ DNA จีโนมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตประกอบด้วยจีโนม DNA ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตนั้น รวมถึงลำดับการเข้ารหัสและไม่เข้ารหัส การสร้างห้องสมุดจีโนมดำเนินการโดยเทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสมตามด้วยการโคลน (พันธุวิศวกรรม) มีขั้นตอนต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องในการก่อสร้างดังแสดงในรูปที่ 01 กระบวนการเริ่มต้นด้วยการแยก DNA ของจีโนม การใช้โปรโตคอลการแยก DNA ที่เหมาะสม ควรแยก DNA จีโนมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตออก จากนั้น DNA ควรถูกแปลงเป็นขนาดที่สามารถจัดการได้หรือเป็นชิ้นส่วนเฉพาะโดยจำกัดเอ็นโดนิวคลีเอส (เอ็นไซม์ตัดดีเอ็นเอ) ดีเอ็นเอที่แยกส่วนควรถูกแทรกเข้าไปในเวกเตอร์โดยใช้ DNA ligases (เอนไซม์ที่เข้าร่วม DNA) เวกเตอร์เป็นสิ่งมีชีวิตที่จำลองตัวเองได้ พลาสมิดและแบคทีเรียเป็นพาหะที่ใช้กันทั่วไปในเทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสม เวกเตอร์ที่ผูกมัดเหล่านี้เรียกว่าโมเลกุลดีเอ็นเอลูกผสม เนื่องจากมีลำดับดีเอ็นเอของตัวเองและที่สอดแทรก รีคอมบิแนนท์เวคเตอร์ถูกเติมไปยังแบคทีเรียเจ้าบ้านและทำขึ้นเพื่อดูดซับเวกเตอร์ลูกผสมภายในเซลล์แบคทีเรียแบคทีเรียที่มีรีคอมบิแนนท์เวคเตอร์ (พลาสมิด) ควรปลูกในอาหารเลี้ยงเชื้อ ในระหว่างการแพร่พันธุ์ของแบคทีเรีย DNA ของแบคทีเรีย ร่วมกับพลาสมิดรีคอมบิแนนท์ จะทำซ้ำจีโนมของพวกมันและผลิตโคลน โคลนเหล่านี้มีจีโนมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตต้นทาง ดังนั้นจึงเรียกว่าห้องสมุดจีโนม พลาสมิดสามารถแยกออกจาก DNA โครโมโซมของแบคทีเรียได้อย่างง่ายดายเพื่อสร้างคลังจีโนมของสิ่งมีชีวิตนั้น หากสิ่งมีชีวิตใดมียีนที่สนใจ ก็สามารถตรวจพบได้ง่ายในไลบรารีจีโนมโดยการผสมพันธุ์โดยใช้โพรบโมเลกุล (เครื่องหมาย)
ห้องสมุดจีโนมมีความสำคัญในการศึกษาโครงสร้างและหน้าที่ของจีโนม ยีนจำเพาะ ตำแหน่งของยีน การทำแผนที่ยีน การกลายพันธุ์ การจัดลำดับยีน การระบุยีนบำบัดแบบใหม่ เป็นต้น
Figure_1: การสร้างห้องสมุดจีโนม
ห้องสมุด cDNA คืออะไร
ห้องสมุด cDNA คือชุดของโคลนดีเอ็นเอเสริม (cDNA) ที่สังเคราะห์จาก mRNA ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต ขั้นตอนการก่อสร้างเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่างๆ การทำให้บริสุทธิ์ของ mRNA ทั้งหมดจากสิ่งมีชีวิตเป็นขั้นตอนแรกที่เกี่ยวข้อง mRNA ที่แยกออกมาจะถูกแปลงเป็นสาย cDNA โดยกระบวนการที่เรียกว่าการถอดรหัสแบบย้อนกลับ การถอดรหัสย้อนกลับได้รับการอำนวยความสะดวกโดยเอนไซม์ที่เรียกว่า reverse transcriptase ใช้ไพรเมอร์ขนาดเล็ก 3' และเริ่มต้นการสังเคราะห์ของสาย cDNA แรกที่ประกอบกับแม่แบบ mRNA สาระ cDNA แบบสายคู่ที่เป็นผลลัพธ์ถูกแปลงเป็นชิ้นส่วนที่เล็กกว่าโดยใช้เอนโดนิวคลีเอสแบบจำกัดและสอดเข้าไปในเวกเตอร์ที่เหมาะสม โมเลกุลลูกผสมที่สร้างขึ้นเหล่านี้จะถูกเพิ่มเข้าไปในสิ่งมีชีวิตที่เป็นโฮสต์และเติบโตในอาหารเลี้ยงเชื้อเพื่อผลิตโคลน คอลเลกชันของโคลนที่มีชิ้นส่วน cDNA ของสิ่งมีชีวิตเรียกว่าห้องสมุด cDNA mRNA ที่สุกเต็มที่แล้วไม่มีอินตรอนและส่วนควบคุมดังนั้นชิ้นส่วนที่ไม่ได้เข้ารหัสจึงไม่ปรากฏในไลบรารี cDNA ต่างจากไลบรารีจีโนม
cDNA ห้องสมุดมีความสำคัญสำหรับการวิเคราะห์ขอบเขตการเข้ารหัส หน้าที่ของยีน การแสดงออกของยีน ฯลฯ
Figure_2: การสร้างห้องสมุด cDNA
cDNA กับ Genomic Library ต่างกันอย่างไร
cDNA กับ Genomic Library |
|
| cDNA ห้องสมุดคือชุดของโคลนที่มี DNA ประกอบกับ mRNA ของสิ่งมีชีวิต | ห้องสมุดจีโนมคือชุดของโคลนที่มี DNA จีโนมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต |
| การเข้ารหัสเทียบกับลำดับที่ไม่เข้ารหัส | |
| cDNA ไลบรารีมีเฉพาะลำดับการเข้ารหัส มันไม่มีอินตรอน | ห้องสมุดจีโนมประกอบด้วย DNA ของจีโนมทั้งหมดรวมถึง DNA ที่ไม่เข้ารหัส (อินตรอนและกฎข้อบังคับ) |
| ขนาด | |
| cDNA ห้องสมุดมีขนาดเล็ก | ห้องสมุดจีโนมมีขนาดใหญ่ |
| วัตถุดิบเริ่มต้น | |
| วัสดุเริ่มต้นคือ mRNA | สารตั้งต้นคือ DNA |
| การมีส่วนร่วมของการถอดเสียงแบบย้อนกลับ | |
| การถอดความย้อนกลับเกิดขึ้นในการสังเคราะห์สาย cDNA แรก | การถอดความย้อนกลับไม่เกิดขึ้น |
สรุป – cDNA และห้องสมุดจีโนม
ห้องสมุดจีโนมแสดงถึงประชากรของโคลนที่มี DNA จีโนมทั้งหมดที่กระจัดกระจายของสิ่งมีชีวิต ไลบรารี cDNA แสดงถึงประชากรของโคลนที่มี DNA เสริมของ mRNA ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต โคลน cDNA มีเพียงลำดับที่พบใน mRNA ในขณะที่โคลนจีโนมประกอบด้วยลำดับของจีโนมทั้งหมด นี่คือข้อแตกต่างระหว่าง cDNA และไลบรารีจีโนม
