Het belangrijkste verschil tussen DNA en cDNA is dat het DNA zowel exons als introns bevat, terwijl het cDNA alleen exons bevat.
DNA en cDNA zijn twee soorten nucleïnezuren die zijn opgebouwd uit deoxyribonucleotiden. DNA is een van de belangrijkste macromoleculen van levende organismen die het genoom vormen. Het genoom bevat de algemene genetische informatie van een organisme. Het vormt verschillende soorten sequenties, waaronder exons die coderende sequenties zijn en introns die niet-coderende sequenties zijn. Aan de andere kant is cDNA of complementair DNA een andere vorm van DNA die door de wetenschappers kunstmatig wordt gesynthetiseerd uit mRNA-moleculen. Omdat cDNA is afgeleid van mRNA-templates, bevat het geen niet-coderende sequenties of introns.
Wat is DNA?
Deoxyribonucleïnezuur of DNA dient als het genetische materiaal van veel levende organismen, waaronder bacteriën. De genetische informatie bevindt zich in de DNA-moleculen in de vorm van nucleotidesequenties en genen. Tijdens de reproductie wordt het ouderlijk DNA via gameten doorgegeven aan de nakomelingen. Structureel is DNA een macromolecuul dat is samengesteld uit monomeren van deoxyribonucleotiden. Deoxyribonucleotide heeft drie componenten; deoxyribosesuiker, een stikstofbase (adenine, guanine, cytosine en thymine) en een fosfaatgroep. Verder bestaan DNA-moleculen als dubbele helix gemaakt van twee complementaire DNA-strengen verbonden door waterstofbruggen tussen complementaire stikstofbasen. Dienovereenkomstig zijn er twee waterstofbruggen tussen adenine en thymine, terwijl er drie waterstofbruggen zijn tussen cytosine en guanine.
Figuur 01: DNA
In de DNA-helix bevinden fosfaat- en suikergroepen zich buiten de helix, terwijl de basen in het binnenste van de helix blijven. Twee strengen DNA lopen in tegengestelde richting. Bovendien spoelen DNA-moleculen stevig samen met histon-eiwitten en vormen een draadachtige structuren die chromosomen worden genoemd in eukaryoten. Een belangrijke eigenschap van DNA is dat het zichzelf repliceert, wat betekent dat het zichzelf kan repliceren of kopieën kan maken. Het speelt ook een belangrijke rol bij de eiwitsynthese van levende organismen.
Wat is cDNA?
cDNA staat voor complementair DNA. Het is een vorm van DNA die kunstmatig wordt gesynthetiseerd door boodschapper-RNA (mRNA) dat dient als een sjabloon in aanwezigheid van reverse transcriptase-enzym. In de meeste eukaryoten bevat genomisch DNA veel genen die zijn samengesteld uit exons en introns. Exons zijn de coderende sequenties, terwijl introns het niet-coderende deel van het genoom vormen. In het algemeen wordt tijdens de genexpressie de sense-DNA-sequentie getranscribeerd in een mRNA-sequentie voordat een eiwit wordt geproduceerd. Bij het maken van een volwassen mRNA verwijdert een splitsingsmechanisme alle intronsequenties. Daarom bevat rijp mRNA geen introns of de niet-coderende sequenties.
Bovendien kan mRNA van eukaryote cellen worden geëxtraheerd en gezuiverd om cDNA te maken. Het enzym; reverse transcriptase katalyseert de synthese van cDNA uit dit gezuiverde eukaryote mRNA. Na het construeren van cDNA uit mRNA, kunnen ze vervolgens worden gekloond in een bacteriële cel om cDNA-bibliotheken te maken of kunnen ze worden gebruikt om heterologe expressiestudies uit te voeren.
Figuur 02: cDNA
Meestal heeft cDNA een grote waarde bij het klonen van eukaryote genen in prokaryoten. Omdat prokaryoten geen introns bevatten, zijn ze niet in staat om introns uit eukaryoot DNA te verwijderen en functioneel mRNA te maken. Daarom is het, voordat hele eukaryote genen in prokaryoten worden gekloneerd, noodzakelijk om introns te verwijderen en cDNA van mRNA te maken en in prokaryoten te klonen.
Wat zijn de overeenkomsten tussen DNA en cDNA?
- DNA en cDNA zijn twee vormen van nucleïnezuren.
- Beide bevatten deoxyribonucleotide-monomeren.
- Beide bezitten ook coderende sequenties van genen.
Wat is het verschil tussen DNA en cDNA?
DNA is een natuurlijke vorm van nucleïnezuur, terwijl cDNA een kunstmatig geconstrueerde vorm van nucleïnezuur is. Daarom is dit een verschil tussen DNA en cDNA. Bovendien vertegenwoordigt DNA het genoom van veel levende organismen. Het stelt de coderende en niet-coderende sequenties samen. Bij het maken van mRNA worden echter alle intronsequenties uitgesneden omdat ze niet belangrijk zijn voor de vorming van eiwitten. Daarom bevatten mRNA-sequenties geen introns. Deze mRNA-sequenties werken als matrijzen bij het synthetiseren van cDNA. Daarom bevat cDNA geen introns. Dienovereenkomstig bevat DNA introns, maar cDNA bevat geen introns. We kunnen dit zeggen als het belangrijkste verschil tussen DNA en cDNA.
Bovendien, aangezien cDNA alleen exons bevat, zijn cDNA's veel korter dan DNA. DNA bevat enkele introns die duizenden basenparen omspannen. Dit is dus ook een verschil tussen DNA en cDNA. Bovendien komt DNA van nature voor als dubbelstrengs helix, terwijl cDNA voorkomt als enkelstrengs sequenties. DNA-polymerase is het enzym dat de DNA-synthese of de replicatie katalyseert, terwijl reverse transcriptase het enzym is dat de cDNA-synthese in het laboratorium katalyseert.
De onderstaande infographic over het verschil tussen DNA en cDNA geeft meer details over deze verschillen.
Samenvatting – DNA versus cDNA
DNA is een belangrijk polymeer dat ons genoom maakt. Aan de andere kant is cDNA een andere vorm van DNA die belangrijk is om cDNA-bibliotheken te maken en eiwitten te produceren die nauwelijks tot expressie worden gebracht. mRNA wordt gebruikt om cDNA te maken. Daarom bevat cDNA geen introns. Maar DNA bevat introns. Het is dus het belangrijkste verschil tussen DNA en cDNA. DNA is bruikbaar voor het construeren van genomische DNA-bibliotheken, terwijl cDNA bruikbaar is voor het construeren van cDNA-bibliotheken. Omdat cDNA geen introns bevat, is cDNA korter dan DNA. Het belangrijkste is dat DNA dubbelstrengs is, terwijl cDNA enkelstrengs is. Dit vat het verschil tussen DNA en cDNA samen.
