
【化】 cDNA; complementary DNA
互補DNA(Complementary DNA,簡稱cDNA)是指以信使RNA(mRNA)為模闆,通過逆轉錄酶(reverse transcriptase)催化合成的單鍊DNA分子。其核苷酸序列與模闆mRNA互補,故稱為“互補DNA”。該術語在分子生物學中具有核心地位,主要應用于基因克隆、基因表達分析和功能基因組學研究。以下是詳細解釋:
互補DNA是通過逆轉錄過程合成的DNA鍊。具體步驟如下:
此過程依賴逆轉錄病毒中發現的逆轉錄酶活性,是連接RNA與DNA遺傳信息的關鍵技術。
cDNA僅包含基因的編碼序列(外顯子),不含真核基因中存在的非編碼内含子。這一特性使其成為研究蛋白質編碼序列的理想材料。
由于cDNA由mRNA合成,其豐度直接反映特定細胞或組織中基因的活躍表達水平,廣泛應用于轉錄組分析(如RNA-seq)。
相較于RNA,cDNA更穩定且易于通過PCR擴增、克隆和測序,為基因功能研究提供技術便利。
cDNA文庫(cDNA library)存儲特定細胞類型在特定狀态下的全部表達基因信息,用于篩選目标基因(例如人類胰島素基因的早期克隆)。
标記cDNA作為探針,用于Northern blot、熒光原位雜交(FISH)等檢測特定mRNA的表達定位。
将cDNA插入表達載體(如質粒),在細菌或真核細胞中生産藥用蛋白(如促紅細胞生成素EPO)。
作為CRISPR/Cas9等基因編輯工具的模闆,或通過過表達/幹擾實驗驗證基因功能。
特征 | 互補DNA (cDNA) | 基因組DNA (gDNA) |
---|---|---|
來源 | mRNA逆轉錄合成 | 細胞核内染色體DNA |
内含子 | 不包含 | 包含 |
代表性 | 特定條件下的基因表達譜 | 生物體全部遺傳信息 |
研究應用 | 表達分析、克隆編碼序列 | 遺傳變異、基因結構研究 |
Sambrook, J., & Russell, D.W. (Cold Spring Harbor Laboratory Press) – 經典教材詳述cDNA合成技術。
美國國家生物技術信息中心(NCBI)提供基因與cDNA序列的權威數據(示例鍊接:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/
)。
刊載多篇基于cDNA技術的功能基因組學研究論文(例如:單細胞轉錄組測序應用)。
通過上述内容,讀者可全面理解互補DNA的定義、特性及應用價值,同時引用權威文獻增強内容的可信度與學術嚴謹性。
互補DNA(complementary DNA,簡稱cDNA)是分子生物學中的一個重要概念,以下是其詳細解釋:
互補DNA是指通過逆轉錄酶以信使RNA(mRNA)為模闆合成的單鍊或雙鍊DNA分子。它與原始RNA序列呈堿基互補配對關系(如RNA中的“A”對應DNA中的“T”,“C”對應“G”等),因此稱為“互補”DNA。
特征 | cDNA | 基因組DNA |
---|---|---|
來源 | mRNA逆轉錄合成 | 細胞核内天然存在 |
内含子 | 無 | 有 |
複雜度 | 僅含表達基因片段 | 包含全部遺傳信息 |
cDNA能夠反映特定組織或細胞在某一時刻的基因表達情況,是研究功能基因、蛋白質表達及疾病機制的重要工具。
如需進一步了解合成步驟或應用案例,(搜狗百科)和(生物化學學科定義)。
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