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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Die <b>cDNA</b> (<span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a></span> <span lang="en-Latn" style="font-style:italic"><i>complementary DNA</i>, <span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Deutsche_Sprache" title="Deutsche Sprache">deutsch</a></span> <span lang="de-Latn"><i>komplementäre DNA</i></span></span>) ist eine <a href="Desoxyribonukleins%C3%A4ure" title="Desoxyribonukleinsäure">DNA</a>, die mittels des <a href="Enzym" title="Enzym">Enzyms</a> <a href="Reverse_Transkriptase" title="Reverse Transkriptase">Reverse Transkriptase</a> als Abschrift einer <a href="RNA" class="mw-redirect" title="RNA">RNA</a> (beispielsweise <a href="MRNA" title="MRNA">mRNA</a> oder <a href="NcRNA" class="mw-redirect" title="NcRNA">ncRNA</a>) synthetisiert wird. Anwendung findet die cDNA in der <a href="Molekularbiologie" title="Molekularbiologie">Molekularbiologie</a>, <a href="Transkriptom" title="Transkriptom">Transkriptomanalyse</a> sowie in der <a href="Medizin" title="Medizin">medizinischen</a> <a href="Labordiagnostik" title="Labordiagnostik">Diagnostik</a>.

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<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Synthese">Synthese</h2></div>

<p>Mit Hilfe des Enzyms <a href="Reverse_Transkriptase" title="Reverse Transkriptase">Reverse Transkriptase</a> kann aus <a href="Ribonukleins%C3%A4ure" title="Ribonukleinsäure">RNA</a> die dazu komplementäre cDNA hergestellt werden. Diese spezifische, RNA-abhängige <a href="DNA-Polymerase" class="mw-redirect" title="DNA-Polymerase">DNA-Polymerase</a> benötigt wie andere DNA-Polymerasen einen <a href="Primer" title="Primer">Primer</a> (ein kurzer, komplementärer DNA-Abschnitt) zur Synthese, welcher an die RNA bindet. Meist wird als Primer ein Oligo-dT-<a href="Oligonukleotid" class="mw-redirect" title="Oligonukleotid">Nukleotid</a> (15–25 <a href="Desoxythymidin" title="Desoxythymidin">Desoxythymidine</a>) eingesetzt, welcher komplementär zum <a href="Poly-A-Schwanz" class="mw-redirect" title="Poly-A-Schwanz">Poly-A-Schwanz</a> der <a href="Eukaryoten" title="Eukaryoten">eukaryotischen</a> mRNA ist, oder <i>random</i> Hexamer-<a href="Oligonukleotid" class="mw-redirect" title="Oligonukleotid">Oligonukleotide</a> (bestehend aus sechs zufällig zusammengesetzten <a href="Nukleotid" class="mw-redirect" title="Nukleotid">Nukleotiden</a>). Es können aber auch spezifische Primer eingesetzt werden, um gezielt ein <a href="Transkription_(Biologie)" title="Transkription (Biologie)">Transkript</a> zu isolieren. Das Produkt der Synthese ist ein cDNA-Strang, der mit dem ursprünglichen RNA-Strang <a href="Hybridisierung_(Molekularbiologie)" title="Hybridisierung (Molekularbiologie)">hybridisiert</a> ist. Letzterer kann nun mit dem Enzym <a href="RNase_H" class="mw-redirect" title="RNase H">RNase H</a> abgebaut werden. In der weiteren Prozessierung wird mittels einer DNA-abhängigen DNA-Polymerase (über einen Primer) der komplementäre DNA-Strang zum schon bestehenden cDNA-Einzelstrang synthetisiert. Als Primer können dabei mRNA-Reste dienen, die noch nicht von der RNase H abgebaut wurden. Die heute verwendeten Methoden zur Zweitstrang-Synthese beruhen auf den Arbeiten von Hiroto Okayama und <a href="Paul_Berg" title="Paul Berg">Paul Berg</a> an der <a href="Stanford_University" title="Stanford University">Stanford University</a> und der Weiterentwicklung von Ueli Gubler und Beth Hoffmann bei <a href="Hoffmann-La_Roche" class="mw-redirect" title="Hoffmann-La Roche">Hoffmann-LaRoche</a>.<sup id="cite_ref-PMID62872272_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-PMID62872272-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-PMID6198242_2-0" class="reference"><a href="#cite_note-PMID6198242-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Das Ergebnis ist eine doppelsträngige cDNA. Da die ursprüngliche <a href="Matrize_(Genetik)" title="Matrize (Genetik)">Matrize</a> eine <a href="Prozessierung" title="Prozessierung">prozessierte</a> RNA war (die u. a. das <a href="Splicing" class="mw-redirect" title="Splicing">Splicing</a> schon durchlaufen hat), finden sich auf der cDNA im Gegensatz zu natürlichen eukaryotischen DNAs keine Introns. Diese Tatsache ist für die <a href="Klonierung" title="Klonierung">Klonierung</a> der cDNA in <a href="Vektor_(Biologie)" title="Vektor (Biologie)">Vektoren</a> wie <a href="Plasmid" title="Plasmid">Plasmiden</a> und anschließender <a href="Rekombinantes_Protein" title="Rekombinantes Protein">rekombinanter Proteinexpression</a> von Bedeutung.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendungen_und_Bedeutung">Anwendungen und Bedeutung</h2></div>

<p>Über <a href="Polymerase-Kettenreaktion" title="Polymerase-Kettenreaktion">PCR</a> lassen sich cDNAs vervielfältigen. Diese <a href="Reverse_Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion" class="mw-redirect" title="Reverse Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion">Reverse Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR)</a> kann auch quantitativ als qPCR durchgeführt werden, etwa als <a href="Real_Time_Quantitative_PCR" title="Real Time Quantitative PCR">Real time quantitative PCR</a>. Mit dieser Variante der <a href="Genexpressionsanalyse" title="Genexpressionsanalyse">Genexpressionsanalyse</a> lässt sich die Expressionsrate der jeweils zugrundeliegenden RNA bestimmen, so dass sich in der Forschung und Diagnostik Unterschiede in der <a href="Genexpression" title="Genexpression">Genexpression</a> von verschiedenen <a href="Gewebe_(Biologie)" title="Gewebe (Biologie)">Geweben</a> oder aber gesundem zu erkranktem Gewebe nachweisen lassen. Weiterhin wird cDNA in der Diagnostik zum Nachweis von Erregern verwendet, z. B. von <a href="HIV" title="HIV">HIV</a> im Blut von Patienten. Auch für die Erzeugung von <a href="Microarray" title="Microarray">Microarrays</a> können cDNAs verwendet werden. Ausgangspunkt der Erzeugung <a href="Fluoreszenzmarkierung" title="Fluoreszenzmarkierung">fluoreszierender</a> Proben für das <a href="Screening" title="Screening">Screening</a> von <a href="DNA-Chip-Technologie" title="DNA-Chip-Technologie">DNA-Chips</a> ist ebenfalls häufig die RT-Reaktion. Die <a href="Serielle_Analyse_der_Genexpression" title="Serielle Analyse der Genexpression">serielle Analyse der Genexpression (SAGE)</a> basiert ebenfalls auf der Erzeugung von, in diesem Fall kurzen cDNAs. Um Volllänge-cDNAs zu identifizieren, wird eine Abwandlung der RT-PCR, die <a href="RACE-PCR" title="RACE-PCR">RACE-PCR</a> verwendet.

</p><p>Durch <a href="Klonierung" title="Klonierung">Klonierung</a> und <a href="DNA-Sequenzierung" title="DNA-Sequenzierung">Sequenzierung</a> der cDNA (als <i><a href="Expressed_sequence_tags" class="mw-redirect" title="Expressed sequence tags">expressed sequence tags</a></i>, EST) kann die <a href="Nukleotidsequenz" title="Nukleotidsequenz">Sequenz</a> der entsprechenden <a href="Gen" title="Gen">Gene</a> durch deren Projektion auf das entsprechende <a href="Genom" title="Genom">Genom</a> analysiert werden.

Die cDNA ermöglicht so auch Informationen zu <a href="Alternatives_Splicing" class="mw-redirect" title="Alternatives Splicing">alternativem Splicing</a> zu gewinnen, das heißt welche Variante in welchem Gewebe oder Zelltyp vorkommen und wo <a href="Intron" title="Intron">Intron</a>-<a href="Exon" title="Exon">Exon</a>-Grenzen sich im Gen befinden.

Weiterhin kann aus cDNA anhand des <a href="Genetischer_Code" title="Genetischer Code">genetischen Codes</a> die <a href="Aminos%C3%A4ure" class="mw-redirect" title="Aminosäure">Aminosäuresequenz</a> eines <a href="Protein" title="Protein">Proteins</a> eindeutig abgeleitet werden und so ein cDNA-Klon zur Expression des entsprechenden Proteins genutzt werden (<a href="Rekombinantes_Protein" title="Rekombinantes Protein">rekombinante Proteinexpression</a>).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="cDNA-Bibliothek">cDNA-Bibliothek</h2></div>

<p>Eine <i>cDNA-Bibliothek</i>, auch <i>cDNA-Bank</i>, ist eine Sammlung von vielen cDNAs, die aus der mRNA einer bestimmten <a href="Zelle_(Biologie)" title="Zelle (Biologie)">Zelle</a> oder eines Gewebes isoliert und umgeschrieben wurde und repräsentiert im Idealfall die Gesamtheit aller exprimierten Gene, das <a href="Transkriptom" title="Transkriptom">Transkriptom</a>, der untersuchten Probe. Die cDNAs werden in der Regel in den <a href="Bakteriophage_Lambda" class="mw-redirect" title="Bakteriophage Lambda">Bakteriophagen Lambda</a>, oder <a href="Plasmid" title="Plasmid">Plasmide</a> <a href="Klonierung" title="Klonierung">kloniert</a>, die in <a href="Bakterien" title="Bakterien">Bakterien</a> vermehrt werden. Eine solche cDNA-Bank kann dann z. B. für Screening-Verfahren genutzt werden. Ein typisches Screening-Verfahren von cDNA Banken ist die Kolonie-Hybridisierung-Screening-Technik, bei der <a href="Radioaktive_Markierung" class="mw-redirect" title="Radioaktive Markierung">radioaktive</a> DNA-Proben eingesetzt werden. Ziel ist beispielsweise eine bestimmte cDNA aus einem noch unerforschten Organismus zu isolieren oder Genfamilien zu entdecken. Ein bekanntes Beispiel ist die Erforschung der <a href="Hom%C3%B6obox" title="Homöobox">Homöobox-Proteine</a>. Werden die cDNAs in Expressionsvektoren kloniert, erlaubt dies die Isolierung mit <a href="Immunmarkierung" title="Immunmarkierung">Antikörpern</a> oder aufgrund einer Eigenschaft, die sich etwa biochemisch oder <a href="Elektrophysiologische_Untersuchung" title="Elektrophysiologische Untersuchung">elektrophysiologisch</a> nachweisen lässt. Auch unbekannte Interaktionspartner können mit Expressionsbanken identifiziert werden, z. B. im <a href="Hefe-Zwei-Hybrid-System" title="Hefe-Zwei-Hybrid-System">Hefe-Zwei-Hybrid-System</a>.

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<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.h-invitational.jp/">H-InvDB - Datenbank humaner cDNAs</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-PMID62872272-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-PMID62872272_1-0">↑</a></span> <span class="reference-text">H. Okayama, P. Berg: <i>High-efficiency cloning of full-length cDNA.</i> In: <i>Molecular and cellular biology.</i> Band 2, Nummer 2, Februar 1982, S. 161–170, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6287227?dopt=Abstract">PMID 6287227</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC369769/">PMC 369769</a> (freier Volltext).</span>

</li>

<li id="cite_note-PMID6198242-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-PMID6198242_2-0">↑</a></span> <span class="reference-text">U. Gubler, B. J. Hoffman: <i>A simple and very efficient method for generating cDNA libraries.</i> In: <i>Gene.</i> Band 25, Nummer 2–3, November 1983, S. 263–269, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6198242?dopt=Abstract">PMID 6198242</a>.</span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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