DNA和cDNA的区别

主要区别——DNA 与 cDNA

DNA 和 cDNA 是两种类型的核酸。 DNA是大多数生物的遗传物质。它排列在真核生物的细胞核内。在原核生物中，DNA 存在于细胞质中。在转录过程中，从 DNA 序列产生信使 RNA。该 mRNA 被逆转录酶逆转录成互补的 DNA 或 cDNA。这 主要区别 DNA 和 cDNA 之间的区别是 DNA 由编码和非编码序列组成，而 cDNA 仅包含编码序列。 编码序列是基因的外显子，它编码功能性蛋白质。非编码序列是基因组的剩余 DNA 序列。一些非编码序列编码非编码RNA，例如转移RNA和核糖体RNA。一些非编码序列包含调控元件，其参与基因表达的调控。

涵盖的关键领域

1.什么是DNA – 定义、特征、功能 2.什么是cDNA – 定义、特征、综合、使用 3. DNA 和 cDNA 的相似之处是什么 – 共同特征概要 4. DNA 和 cDNA 的区别是什么 – 主要差异的比较

关键术语：编码序列、互补 DNA (cDNA)、脱氧核糖核酸 (DNA)、DNA 核苷酸、DNA 复制、信使 RNA (mRNA)、非编码序列、逆转录

什么是 DNA

DNA（脱氧核糖核酸）是一种核酸，是大多数生物体的遗传物质。 DNA主要存在于真核生物的细胞核中。在线粒体和叶绿体等细胞器中也发现了少量 DNA。四种含氮碱基，腺嘌呤 (A)、鸟嘌呤 (G)、胞嘧啶 (C) 和胸腺嘧啶 (T) 参与将遗传信息存储在 DNA 上。每个含氮碱基都与脱氧核糖基团相连，而脱氧核糖基团本身又与磷酸基团相连。这形成了 DNA 的基本构建块，称为核苷酸。

图 1：DNA 双螺旋

生物体的总 DNA 称为该生物体的基因组。人类基因组中包含 30 亿个核苷酸。这些核苷酸排列成两条相互互补的链。一条链的腺嘌呤碱基与另一条链的胸腺嘧啶碱基形成氢键。同样，胞嘧啶碱基与鸟嘌呤碱基形成氢键。这个过程称为互补碱基配对，这形成了 DNA 的双链结构。 DNA双链形成双螺旋结构。 DNA双螺旋排列在染色体中并紧密地堆积在细胞核内。 DNA 分子能够自我复制，从现有的副本制造新的 DNA 副本。 DNA双螺旋结构如图1所示。

什么是 cDNA

cDNA (互补DNA) 是指信使 RNA 模板逆转录产生的单链 DNA。逆转录由逆转录酶催化。在 RNA 基因组转化为 DNA 的过程中，逆转录病毒也会产生 cDNA。 cDNA主要用于在原核生物中克隆真核基因。真核基因在外显子之间包含内含子，用于编码蛋白质。在转录过程中，内含子和外显子都被编码成信使 RNA (mRNA)。但是，通过将外显子剪接在一起，从 mRNA 中去除内含子以产生成熟的 mRNA。生物体的总 mRNA 称为转录组。该 mRNA 可用于产生仅包含基因组蛋白质编码区的 cDNA。

图 2：逆转录和 PCR

从 DNA 合成 cDNA 减少了实验过程中应处理的碱基对数量。然后将该 cDNA 克隆到载体中，该载体可以将外源 DNA 携带到其他原核或真核生物中。细菌以及单细胞真菌都被真核基因转化。逆转录与 PCR 结合如图 2 所示。

DNA 和 cDNA 之间的相似性

定义

脱氧核糖核酸： DNA是指一种核酸，由双螺旋组成，由两条链中的嘌呤和嘧啶之间的氢键固定。

cDNA： cDNA是指以信使RNA为模板合成的DNA。

姓名

脱氧核糖核酸： DNA是指脱氧核糖核酸。

cDNA： cDNA是指互补DNA。

合成自

脱氧核糖核酸： DNA 是从现有的基因组合成的。

cDNA： cDNA 由胞质 mRNA 合成。

合成者

脱氧核糖核酸： DNA 在 DNA 复制过程中通过 DNA 聚合酶的作用合成。

cDNA： cDNA 在逆转录过程中通过逆转录酶的作用合成。

单/双链

脱氧核糖核酸： DNA 本质上是双链的。

cDNA： cDNA 是单链的。

包括

脱氧核糖核酸： DNA由生物体的编码和非编码序列组成。

cDNA： cDNA 仅由编码区或外显子组成。

称为

脱氧核糖核酸： 生物体的总 DNA 称为基因组。

cDNA： 生物体的总 cDNA 称为转录组。

数量

脱氧核糖核酸： DNA 含有大量的碱基对。

cDNA： 与 DNA 相比，cDNA 包含几个碱基对。

用

脱氧核糖核酸： DNA 可用于生成基因组文库。

cDNA： cDNA 可用于生成 cDNA 文库。

结论

DNA和cDNA是分子生物学技术中广泛使用的两种核酸形式。 DNA和RNA都由DNA核苷酸组成。 DNA是基因组中最常见的核酸。它由双螺旋结构组成。新的 DNA 是在 DNA 复制过程中通过 DNA 聚合酶从现有 DNA 合成的。 cDNA 由单链 DNA 分子组成。它是通过逆转录酶在称为逆转录的过程中从 mRNA 分子合成的。 DNA 包含基因组的编码区和非编码区。但是，cDNA 只包含编码区或外显子。 DNA 和 cDNA 之间的主要区别在于每种核酸的组成。