主な違い - DNA と cDNA
DNA と cDNA は 2 種類の核酸です。 DNA はほとんどの生物の遺伝物質です。真核生物の核内に配置されています。原核生物では、DNA は細胞質に存在します。転写中に、メッセンジャー RNA が DNA 配列から生成されます。このmRNAは、逆転写酵素によって相補的なDNAまたはcDNAに逆転写されます。 主な違い DNA と cDNA の違いは、DNA はコード配列と非コード配列の両方から構成されるのに対し、cDNA はコード配列のみを含むことです。 コード配列は、機能性タンパク質をコードする遺伝子のエクソンです。非コード配列は、ゲノムの残りの DNA 配列です。非コード配列の中には、トランスファー RNA やリボソーム RNA などの非コード RNA をコードするものがあります。非コード配列の一部は、遺伝子発現の調節に関与する調節エレメントを含みます。
対象となる主な分野
1. DNAとは
– 定義、特性、機能
2. cDNAとは
– 定義、特性、合成、使用
3. DNAとcDNAの類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4. DNAとcDNAの違いは何ですか
– 主な違いの比較
重要な用語:コード配列、相補的 DNA (cDNA)、デオキシリボ核酸 (DNA)、DNA ヌクレオチド、DNA 複製、メッセンジャー RNA (mRNA)、非コード配列、逆転写 
DNAとは
DNA (デオキシリボ核酸) は、ほとんどの生物の遺伝物質として機能する核酸の一種です。 DNA は主に真核生物の核に存在します。少量の DNA は、ミトコンドリアや葉緑体などのオルガネラ内にも見られます。 4 つの窒素塩基、アデニン (A)、グアニン (G)、シトシン (C)、およびチミン (T) は、DNA 上の遺伝情報の保存に関与しています。各窒素塩基はデオキシリボース糖基に結合しており、それ自体がリン酸基に結合しています。これは、ヌクレオチドと呼ばれる DNA の基本的なビルディング ブロックを形成します。
図 1:DNA 二重らせん
生物の全 DNA は、その生物のゲノムと呼ばれます。ヒトのゲノムには 30 億個のヌクレオチドが含まれています。これらのヌクレオチドは、互いに相補的な 2 つの鎖に配置されます。一方の鎖のアデニン塩基は、もう一方の鎖のチミン塩基と水素結合を形成します。同様に、シトシン塩基はグアニン塩基と水素結合を形成します。このプロセスは相補的な塩基対形成と呼ばれ、これにより DNA の二本鎖構造が形成されます。 DNAの二本鎖は二重らせん構造を形成しています。 DNA 二重らせんは染色体に配置され、核内に密集しています。 DNA 分子は自己複製して、既存のコピーから DNA の新しいコピーを作成することができます。 DNA 二重らせんの構造は 図 1 に示されています .
cDNA とは
cDNA (相補的 DNA ) は、メッセンジャー RNA テンプレートの逆転写から生成された一本鎖 DNA を指します。逆転写は、逆転写酵素という酵素によって触媒されます。 cDNAは、RNAゲノムからDNAへの変換中にレトロウイルスでも生成されます。 cDNAは、主に原核生物における真核生物の遺伝子のクローニングに使用されます。真核生物の遺伝子には、タンパク質をコードするエクソンの間にイントロンが含まれています。転写中、イントロンとエクソンの両方がメッセンジャー RNA (mRNA) にコード化されます。しかし、mRNA からイントロンが除去され、エクソン同士がスプライシングされて成熟した mRNA が生成されます。生物の全mRNAはトランスクリプトームと呼ばれます。この mRNA を使用して、ゲノムのタンパク質コード領域のみを含む cDNA を生成できます。
図 2:逆転写と PCR
DNA からの cDNA の合成により、実験中に処理する必要のある塩基対の数が減少します。次に、この cDNA をベクターにクローニングします。このベクターは、外来 DNA を他の原核生物または真核生物に運ぶことができます。細菌は、単細胞菌類と同様に、真核生物の遺伝子で形質転換されます。 PCR と組み合わせた逆転写を 図 2 に示します。 .
DNA と cDNA の類似点
- DNA と cDNA は DNA ヌクレオチドで構成されています。
- DNA も cDNA も、A、G、C、T の 4 つの窒素塩基で構成されています。
- DNA と cDNA はどちらもデオキシリボース糖で構成されています。
- DNA と cDNA の両方に、糖リン酸骨格が含まれています。
- DNA と cDNA はどちらもコード領域で構成されています。
DNA と cDNA の違い
定義
DNA: DNA とは、2 本の鎖のプリンとピリミジンの間の水素結合によって保持されている、二重らせんからなる核酸の一種を指します。
cDNA: cDNAとは、メッセンジャーRNAを鋳型として合成されたDNAを指します。
名前
DNA: DNA はデオキシリボ核酸を指します。
cDNA: cDNA は相補的 DNA を指します。
から合成
DNA: DNA は既存のゲノムから合成されます。
cDNA: cDNA は細胞質の mRNA から合成されます。
合成者
DNA: DNA は、酵素 DNA ポリメラーゼの作用によって DNA 複製中に合成されます。
cDNA: cDNA は逆転写酵素の作用による逆転写中に合成されます。
一本鎖/二本鎖
DNA: DNA は本質的に二本鎖です。
cDNA: cDNA は一本鎖です。
構成
DNA: DNA は、生物のコード配列と非コード配列の両方で構成されています。
cDNA: cDNA はコード領域またはエクソンのみで構成されます。
呼び名
DNA: 生物の全 DNA はゲノムと呼ばれます。
cDNA: 生物の全cDNAはトランスクリプトームと呼ばれます。
数量
DNA: DNA には多数の塩基対が含まれています。
cDNA: cDNA は、DNA に比べて数塩基対を含みます。
使う
DNA: DNA は、ゲノム ライブラリーの作成に使用できます。
cDNA: cDNA は、cDNA ライブラリーの作成に使用できます。
結論
DNA と cDNA は、分子生物学的手法で広く使用されている 2 つの形態の核酸です。 DNAとRNAはどちらもDNAヌクレオチドで構成されています。 DNA は、ゲノムに見られる最も一般的な核酸です。二重らせん構造で構成されています。新しい DNA は、酵素である DNA ポリメラーゼによる DNA 複製中に既存の DNA から合成されます。 cDNAは、一本鎖DNA分子で構成されています。これは、酵素逆転写酵素による逆転写と呼ばれるプロセスで、mRNA 分子から合成されます。 DNA には、ゲノムのコーディング領域と非コーディング領域の両方が含まれています。しかし、cDNA にはコード領域またはエクソンしか含まれていません。 DNA と cDNA の主な違いは、各タイプの核酸の組成です。
参照:
1.「DNAとは？ – 遺伝学ホームリファレンス。米国国立医学図書館、国立衛生研究所、こちらから入手可能。 2017 年 8 月 22 日にアクセス。
2. 「CDNA（相補DNA）」。ヒト遺伝子、こちらから入手できます。 2017 年 8 月 22 日にアクセス。
画像提供:
1. ゲノム教育プログラムによる「DNA 二重らせん (13081113544)」– Commons Wikimedia 経由の DNA 二重らせん (CC BY 2.0)
2. 「逆転写ポリメラーゼ連鎖反応」Jpark623 著 – Commons Wikimedia による自作 (CC BY-SA 3.0)
