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法律研究什么是cDNA文库？
关键词
互补DNA，转录组，mRNA，真核细胞，细菌细胞，基因组DNA。
简介
cDNA文库是由克隆的cDNA（互补DNA）片段插入到宿主细胞集合中构成，这些片段构成了生物体转录组的一部分，并作为“文库”存储。cDNA是由细胞核中完全转录的mRNA产生的，因此只包含生物体的表达基因。
在真核细胞中，成熟的mRNA已经进行了剪接，因此产生的cDNA缺乏内含子，并且可以在细菌细胞中轻松表达。cDNA文库中的信息是一种强大而有用的工具，因为基因产物很容易识别，并且文库缺乏基因组DNA文库中发现的增强子、内含子和其他调控元件的信息。
cDNA文库的原理
构建cDNA文库，需要产生来自生物体mRNA序列的DNA拷贝，然后将其克隆。
术语cDNA指的是文库中所有的DNA都与mRNA互补，并且是由mRNA的反转录产生的。
大多数真核DNA由重复序列组成，这些序列不会转录成mRNA，在cDNA文库中，这些序列没有被表示。
需要注意的是，原核生物和低等真核生物不含内含子，因此这些物种的cDNA制备通常是不必要的。
因此，cDNA文库仅由高等真核生物创建。
为了构建cDNA文库，细菌和噬菌体DNA都可以用作载体。
cDNA文库构建
cDNA是由真核细胞的成熟mRNA利用逆转录酶产生的。在真核生物中，poly-(A)尾（由长序列的腺嘌呤核苷酸组成）将mRNA与tRNA和rRNA区分开来，因此可以用作逆转录的引物位点。这存在一个问题，即并非所有转录本，例如组蛋白的转录本，都编码poly-A尾。
mRNA提取
首先，需要分离mRNA模板以创建cDNA文库。由于mRNA只包含外显子，因此应考虑分离的mRNA的完整性，以便仍能产生编码的蛋白质。分离的mRNA的范围应为500 bp至8 kb。可以使用寡聚dT核苷酸包被树脂进行柱纯化，并利用mRNA的特征，例如具有poly-A尾，只有包含该特征的mRNA序列才能结合。然后洗脱结合到柱上的所需mRNA。
cDNA构建
一旦mRNA纯化，寡聚dT引物就会结合到RNA的poly-A尾上。引物需要启动逆转录酶的DNA合成。这导致了RNA-DNA杂交体的产生，其中一条互补DNA单链与一条mRNA单链结合。然后加入DNA聚合酶I，切割的RNA充当引物。DNA聚合酶I可以识别并启动用DNA核苷酸替换RNA核苷酸。然后使用限制性内切酶和DNA连接酶将序列克隆到细菌质粒中。然后选择克隆的细菌，通常使用抗生素选择。一旦选择，就会创建细菌的菌株，这些菌株稍后可以生长和测序以编译cDNA文库。
cDNA文库与基因组DNA文库
cDNA文库缺乏基因组DNA中发现的非编码和调控元件。基因组DNA文库提供了关于生物体更详细的信息，但生成和维护的资源更密集。
用途
当复制真核基因组时，通常使用cDNA文库，因为信息量减少了，从而消除了文库中大量的非编码区域。
cDNA文库用于在原核生物中表达真核基因。原核生物的DNA中没有内含子，因此不具有任何可以在转录过程中将其切除的酶。
cDNA文库在反向遗传学中最有用，在反向遗传学中，额外的基因组信息用处不大。cDNA文库经常用于功能克隆，以根据编码蛋白质的功能来识别基因。
在真核DNA中，表达文库使用互补DNA（cDNA）构建，以帮助确保插入片段确实是基因。
优点
富含来自积极转录的基因的片段
内含子不会干扰克隆序列；如果目标是在细菌中创建真核蛋白质，内含子会带来问题，因为大多数细菌没有消除内含子的方法。
缺点
cDNA文库的缺点是它只包含存在于成熟mRNA中的序列。
没有内含子以及在转录过程中修饰的任何其他序列；未转录成RNA的序列，例如启动子和增强子，也不存在于cDNA文库中。
还需要记住，只有从分离RNA的组织中表达的某些基因序列构成cDNA文库。
此外，在cDNA文库中，特定DNA序列的频率取决于给定组织中相应mRNA的丰度。
相反，在基因组DNA文库中，几乎所有基因都以相同的频率存在。
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