Was ist cdna?
cDNA (komplementäre DNA)
cDNA, kurz für komplementäre DNA, ist eine DNA-Kopie von messenger-RNA (mRNA). Sie wird künstlich erzeugt, indem das Enzym Reverse Transkriptase verwendet wird, um eine DNA-Sequenz zu erstellen, die komplementär zu einer vorhandenen mRNA-Sequenz ist.
Herstellung von cDNA:
- mRNA-Isolierung: Zuerst wird die mRNA aus einer Zelle oder einem Gewebe isoliert.
- Reverse Transkription: Das Enzym Reverse Transkriptase (RT), welches ursprünglich aus Retroviren gewonnen wurde, verwendet die mRNA als Vorlage, um eine komplementäre DNA-Strang (cDNA) zu synthetisieren. Oft wird ein Oligo-dT-Primer verwendet, der an den Poly-A-Schwanz der mRNA bindet und den Start der Reversen Transkription ermöglicht.
- DNA-Polymerase-Aktivität: Nachdem der cDNA-Strang erstellt wurde, wird die mRNA oft durch alkalische Hydrolyse abgebaut. Eine DNA-Polymerase wird dann verwendet, um einen zweiten DNA-Strang zu synthetisieren, der komplementär zum ersten cDNA-Strang ist, wodurch doppelsträngige cDNA entsteht.
Anwendungen von cDNA:
- Genexpression: cDNA wird verwendet, um die Genexpression in Zellen oder Geweben zu untersuchen. Da cDNA von mRNA abgeleitet ist, repräsentiert sie nur die Gene, die tatsächlich in der Zelle transkribiert werden.
- Genklonierung: cDNA kann in Plasmide oder andere Vektoren kloniert werden, um Genbibliotheken zu erstellen oder bestimmte Gene zu exprimieren. Siehe auch Genklonierung.
- Gentherapie: cDNA kann verwendet werden, um funktionierende Gene in Zellen einzuführen, die ein defektes Gen aufweisen (Gentherapie). Siehe auch Gentherapie.
- Herstellung von rekombinanten Proteinen: cDNA, die für ein bestimmtes Protein kodiert, kann in einen Expressionsvektor eingefügt werden, um das Protein in großen Mengen zu produzieren.
- PCR-basierte Methoden: cDNA dient als Vorlage in Polymerase-Kettenreaktion (PCR)-basierten Analysen, wie z.B. der quantitativen Real-Time PCR (qRT-PCR), um die Expression bestimmter Gene zu quantifizieren.
Vorteile von cDNA gegenüber genomischer DNA:
- Intronen fehlen: cDNA enthält keine Intronen, da sie aus mRNA abgeleitet ist, die bereits gespleißt wurde. Dies ist besonders nützlich für die Expression von eukaryotischen Genen in prokaryotischen Zellen (z.B. Bakterien), die keine Spleißmaschinerie besitzen.
- Repräsentiert aktive Gene: cDNA repräsentiert nur die Gene, die in einer bestimmten Zelle oder einem bestimmten Gewebe exprimiert werden, was die Analyse der Genexpression erleichtert.