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Lexikon der Biologie: Genbibliothek

Genbibliothek w [von Gen], DNA-Bibliothek, Genbank, je nach Art der Genbibliothek die Ansammlung der (möglichst) gesamten genomischen DNA bzw. aller exprimierter Gene (Gen) eines Organismus in Form von klonierten DNA-Fragmenten. Man kann zwischen einer genomischen Bibliothek (Genom) und einer cDNA-Bibliothek (cDNA) unterscheiden. Zur Erstellung einer genomischen Bibliothek (genomische Bank) muß die gesamte zelluläre DNA eines Organismus durch limitierte Einwirkung von Restriktionsenzymen in Fragmente der Länge von 30.000–40.000 Basenpaaren zerlegt werden, die danach in einen geeigneten Klonierungsvektor (meist Bakteriophagen oder Cosmide; Vektoren) eingefügt und vermehrt werden (Klonierung). Zum Beispiel würde eine genomische Bibliothek des aus ca. 3 Milliarden Basenpaaren zusammengesetzten menschlichen Genoms aus mindestens 100.000 verschiedenen Klonen bestehen, wenn Fragmente der durchschnittlichen Länge von 30.000 Basenpaaren zur Klonierung eingesetzt werden. Die Zahl der Klone muß jedoch weit höher liegen, um sicherzugehen, daß die Genbibliothek auch alle Gene des zellulären Genoms enthält. Wenn nur ein Teil aller im Genom eines Organismus vorkommenden DNA-Bereiche in der Genbibliothek enthalten ist, spricht man von einer subgenomischen Bibliothek. Zur Erstellung einer cDNA-Bibliothek wird die zur zellulären mRNA komplementäre cDNA gewonnen und in der Regel in sog. Expressionsvektoren kloniert. Man erhält in diesem Fall eine cDNA-Expressionsbibliothek. Die Anreicherung und Isolierung einzelner Klone (und damit DNA-Fragmente bzw. Gene des ursprünglichen Genoms) aus dem Klongemisch einer genomischen Bibliothek erfolgt meist durch Hybridisierung mit radioaktiv markierten Sonden (RNA; cDNA; spezifische, klonierte DNA-Fragmente, s.u.). Liegt im Fall einer cDNA-Bibliothek eine Expressionsbibliothek vor, so können die gewünschten Klone über die Expression ihrer Genprodukte (Genexpression) gefunden werden. Die so ermittelten (cDNA-)Klone können dann wiederum zur Identifikation der zugrundeliegenden genomischen Klone und DNA-Sequenzen eingesetzt werden (s.o.). Insbesondere im Rahmen des Genomprojekts ist der Erstellung von Genbibliotheken in den letzten Jahren immer mehr Bedeutung zugekommen, um einheitliches Ausgangsmaterial für die eigentliche Sequenzierarbeit (Sequenzierung) in den verschiedenen Gruppen zur Verfügung zu stellen. chromosome jumping, functional cloning, Genomik, Gentechnologie, Lambda-Phage, positional cloning, Selektorgene, subtraktive cDNA-Bibliothek.

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