Комплементарная ДНК

Комплементарная ДНК (кДНК, англ. сDNA) — это ДНК, синтезированная на матрице зрелой мРНК в реакции, катализируемой обратной транскриптазой.

кДНК часто используется для клонирования генов эукариот в прокариотах. Комплементарная ДНК также образуется ретровирусами (ВИЧ-1, ВИЧ-2, Вирусом иммунодефицита обезьян) и затем интегрируется в ДНК хозяина, образуя провирус.

Центральная догма молекулярной биологии постулирует, что в процессе синтеза белка ДНК транскрибируется в мРНК, и мРНК далее транслируется в белки. Одним из различий между прокариотами и эукариотами является то, что гены эукариот могут содержать интроны — некодирующие последовательности, которые вырезаются из незрелой мРНК в процессе сплайсинга. Гены прокариот не имеют интронов, поэтому прокариотические мРНК не подвергаются сплайсингу.

Часто гены эукариот удается экспрессировать в клетках прокариот. В наиболее простом случае, метод предполагает встраивание эукариотической ДНК в геном прокариот, далее транскрипцию ДНК в мРНК и затем трансляцию мРНК в белки. Клетки прокариот не имеют ферментов для вырезания интронов, и поэтому интроны из ДНК эукариот должны быть вырезаны до момента встраивания в геном прокариот. ДНК, комплементарная зрелой мРНК, таким образом, называется комплементарной ДНК — cDNA (кДНК). Для успешной экспрессии белков, закодированных в эукариотической cDNA в прокариотах, требуются также регуляторные элементы прокариотических генов (например, промоторы).

Одним из методов для получения необходимого гена (молекулы ДНК), которая будет подлежать репликации (клонированию) с выходом значительного количества реплик, является конструирование на мРНК комплементарной относительно неё ДНК (кДНК). Этот метод требует применения обратной транскриптазы - фермента, который присутствует в некоторых РНК-содержимых вирусах и обеспечивает синтез ДНК на РНК матрице.

Метод широко применяется для получения кДНК и включает в себя выделение из тотальной мРНК ткани мРНК, которая кодирует трансляцию определенного белка (например, интерферона, инсулина) с дальнейшим синтезом на этой мРНК как на матрице необходимой кДНК с помощью обратной транскриптазы.

Ген, который был получен с помощью вышеуказанной процедуры (кДНК), необходимо ввести в бактериальную клетку таким образом, чтобы он интегрировался в её геном. Для этого формируют рекомбинантную ДНК, которая состоит из кДНК и особенной молекулы ДНК, которая правит как проводник, или вектор, способный проникать реципиенту в клетку. В роли векторов для кДНК применяют вирусы или плазмиды. Плазмиды - это небольшие кольцевые молекулы ДНК, которые находятся отдельно от нуклеоида бактериальной клетки, содержат в своем составе несколько важных для функции всей клетки генов (например, гены стойкости к антибиотикам и могут реплицироваться независимо от основного генома (ДНК) клетки. Биологически важными и практически полезными для генной инженерии свойствами плазмида являются их способность к переходу из одной клетки в другую по механизму трансформации или конъюгации, а также способность включаться в бактериальную хромосому и реплицироваться вместе с ней.

Отрывок, характеризующий Комплементарная ДНК

Генерал, принимая приглашение полковника на турнир храбрости, выпрямив грудь и нахмурившись, поехал с ним вместе по направлению к цепи, как будто всё их разногласие должно было решиться там, в цепи, под пулями. Они приехали в цепь, несколько пуль пролетело над ними, и они молча остановились. Смотреть в цепи нечего было, так как и с того места, на котором они прежде стояли, ясно было, что по кустам и оврагам кавалерии действовать невозможно, и что французы обходят левое крыло. Генерал и полковник строго и значительно смотрели, как два петуха, готовящиеся к бою, друг на друга, напрасно выжидая признаков трусости. Оба выдержали экзамен. Так как говорить было нечего, и ни тому, ни другому не хотелось подать повод другому сказать, что он первый выехал из под пуль, они долго простояли бы там, взаимно испытывая храбрость, ежели бы в это время в лесу, почти сзади их, не послышались трескотня ружей и глухой сливающийся крик. Французы напали на солдат, находившихся в лесу с дровами. Гусарам уже нельзя было отступать вместе с пехотой. Они были отрезаны от пути отступления налево французскою цепью. Теперь, как ни неудобна была местность, необходимо было атаковать, чтобы проложить себе дорогу.
Эскадрон, где служил Ростов, только что успевший сесть на лошадей, был остановлен лицом к неприятелю. Опять, как и на Энском мосту, между эскадроном и неприятелем никого не было, и между ними, разделяя их, лежала та же страшная черта неизвестности и страха, как бы черта, отделяющая живых от мертвых. Все люди чувствовали эту черту, и вопрос о том, перейдут ли или нет и как перейдут они черту, волновал их.
Ко фронту подъехал полковник, сердито ответил что то на вопросы офицеров и, как человек, отчаянно настаивающий на своем, отдал какое то приказание. Никто ничего определенного не говорил, но по эскадрону пронеслась молва об атаке. Раздалась команда построения, потом визгнули сабли, вынутые из ножен. Но всё еще никто не двигался. Войска левого фланга, и пехота и гусары, чувствовали, что начальство само не знает, что делать, и нерешимость начальников сообщалась войскам.
«Поскорее, поскорее бы», думал Ростов, чувствуя, что наконец то наступило время изведать наслаждение атаки, про которое он так много слышал от товарищей гусаров.
– С Богом, г'ебята, – прозвучал голос Денисова, – г'ысыо, маг'ш!
В переднем ряду заколыхались крупы лошадей. Грачик потянул поводья и сам тронулся.
Справа Ростов видел первые ряды своих гусар, а еще дальше впереди виднелась ему темная полоса, которую он не мог рассмотреть, но считал неприятелем. Выстрелы были слышны, но в отдалении.
– Прибавь рыси! – послышалась команда, и Ростов чувствовал, как поддает задом, перебивая в галоп, его Грачик.
Он вперед угадывал его движения, и ему становилось все веселее и веселее. Он заметил одинокое дерево впереди. Это дерево сначала было впереди, на середине той черты, которая казалась столь страшною. А вот и перешли эту черту, и не только ничего страшного не было, но всё веселее и оживленнее становилось. «Ох, как я рубану его», думал Ростов, сжимая в руке ефес сабли.
– О о о а а а!! – загудели голоса. «Ну, попадись теперь кто бы ни был», думал Ростов, вдавливая шпоры Грачику, и, перегоняя других, выпустил его во весь карьер. Впереди уже виден был неприятель. Вдруг, как широким веником, стегнуло что то по эскадрону. Ростов поднял саблю, готовясь рубить, но в это время впереди скакавший солдат Никитенко отделился от него, и Ростов почувствовал, как во сне, что продолжает нестись с неестественною быстротой вперед и вместе с тем остается на месте. Сзади знакомый гусар Бандарчук наскакал на него и сердито посмотрел. Лошадь Бандарчука шарахнулась, и он обскакал мимо.
«Что же это? я не подвигаюсь? – Я упал, я убит…» в одно мгновение спросил и ответил Ростов. Он был уже один посреди поля. Вместо двигавшихся лошадей и гусарских спин он видел вокруг себя неподвижную землю и жнивье. Теплая кровь была под ним. «Нет, я ранен, и лошадь убита». Грачик поднялся было на передние ноги, но упал, придавив седоку ногу. Из головы лошади текла кровь. Лошадь билась и не могла встать. Ростов хотел подняться и упал тоже: ташка зацепилась за седло. Где были наши, где были французы – он не знал. Никого не было кругом.