DNA complementare

In genetica il DNA complementare (o cDNA) è un DNA sintetizzato a partire da un campione maturo di RNA messaggero. Il cDNA è spesso utilizzato per clonare geni eucarioti all'interno di procarioti.

Si parla dunque del DNA complementare di un gene intendendo un filamento di DNA complementare all'mRNA maturo di quel gene.

Generalità

Una differenza tra l'mRNA di eucarioti e procarioti è che l'mRNA eucariote può contenere introni, sequenze non codificanti che devono essere eliminate (attraverso il processo di splicing) prima che esso venga tradotto in proteine. L'mRNA dei procarioti non ha introni e non è dunque soggetto a splicing.

Spesso può essere necessaria la produzione di grandi quantità di una proteina eucariote. Tale proteina può essere più agevolmente prodotta in un ospite procariote (come Escherichia coli). Tale approccio, tuttavia, comporta il problema dell'assenza di meccanismi di splicing nei procarioti: per questo motivo, non è possibile inserire l'intera sequenza genica (contenente introni) direttamente all'interno dell'ospite. Lo splicing, insomma, deve avvenire prima dell'introduzione nell'ospite.

L'introduzione nell'ospite del cDNA del gene è uno stratagemma molto usato in questo senso, dal momento l'mRNA così prodotto non presenza sequenze introniche da eliminare.

Sintesi

Il cDNA è sintetizzato dunque a partire da mRNA maturo (già sottoposto a splicing), utilizzando l'enzima trascrittasi inversa. Questo enzima opera su un singolo filamento di mRNA, generando il suo DNA complementare basandosi sull'appaiamento delle basi azotate dell'RNA (A, U, G, C) con quelle del DNA (A, T, G, C).

Per ottenere cDNA eucariota:

1. una cellula eucariota trascrive il DNA in RNA (pre-mRNA);
2. la stessa cellula processa i filamenti di pre-mRNA eliminando gli introni, aggiungendo un'estremita poli-A ed un cappuccio 5' (chiamato anche cappuccio RNA 7-metilguanosina o RNA⁷G);
3. i filamenti di mRNA maturo vengono estratti dalla cellula;
4. l'mRNA viene messo in soluzione a contatto con un oligonucleotide primer di poli-T, che ibridizza con la coda poli-A dell'mRNA.
5. la trascrittasi inversa riconosce il primer ed avvia la produzione del cDNA, in presenza dei deossinucleotidi necessari per l'elongazione (senza la presenza del primer, l'enzima non funziona).

Applicazioni

Il DNA complementare viene spesso utilizzato nel clonaggio genico o come "sonda" o per la creazione di una libreria di cDNA. Sequenze parziali di cDNA vengono ottenute come "expressed sequence tags".

Voci correlate

• Introne
• Splicing
• Sintesi proteica

Collegamenti esterni

• (EN) Animazioni sul DNA complementare
• (EN) H-Invitational database
• (EN) Annotazioni funzionali del Mouse database