Peamine erinevus - PCR vs DNA replikatsioon
DNA replikatsioon on loomulik protsess, mis toimub elusorganismides. See hõlmab ühe DNA molekuli kahe identse koopia tootmist. DNA replikatsioon on äärmiselt oluline bioloogilise pärimise protsess. Geneetiline teave edastatakse vanematelt järglastele peamiselt tänu DNA replikatsiooni võimele. Seega on see oluline protsess, mis toimub peaaegu kõigis elusorganismides. See protsess toimub in vivo. Kuid DNA replikatsiooni saab teha ka in vitro meetodite abil. Polümeraasi ahelreaktsioon (PCR) on üks selline DNA replikatsiooni in vitro meetod. PCR on laboris läbi viidud DNA amplifikatsioonimeetod. See toodab huvitatud DNA fragmendist või geenist tuhandeid kuni miljoneid DNA koopiaid. In vivo DNA replikatsiooni ja PCR vahel on erinevusi. Peamine erinevus nende kahe vahel on see, et PCR viiakse läbi PCR-masinas säilitatud temperatuuril, et toota suur hulk DNA koopiaid, samas kui DNA replikatsioon toimub keha sees kehatemperatuuril, et saada ühe DNA molekuli kaks identset koopiat.
SISU
1. Ülevaade ja peamine erinevus
2. Mis on PCR
3. Mis on DNA replikatsioon
4. PCR ja DNA replikatsiooni sarnasused
5. Kõrvuti võrdlus - PCR vs DNA replikatsioon tabelina
6. Kokkuvõte
Mis on PCR?
Polümeraasi ahelreaktsioon (PCR) on in vitro DNA amplifikatsioonitehnika, mida viiakse regulaarselt läbi molekulaarbioloogilistes laborites. See meetod võimaldas toota eriti huvitatud DNA fragmendi tuhandeid kuni miljoneid koopiaid. PCR-i viis sisse Kary Mullis 1980. aastal. Selles tehnikas kasutatakse koopiate valmistamise mallina huvipakkuvat DNA fragmenti. Ensüümi nimega Taq polümeraas kasutatakse DNA polümeraasi ensüümina ja see katalüüsib DNA fragmendi uute ahelate sünteesi. PCR segus olevad praimerid töötavad fragmendi pikenduste lähtepunktidena. PCR-reaktsiooni lõpus võib saada palju proovi DNA koopiaid.
Kõik koostisosad, mis on vajalikud DNA koopiate tegemiseks, sisalduvad PCR-segus. Need on proovi DNA, DNA polümeraas (Taq polümeraas), praimerid (edasi- ja pöördpraimerid), nukleotiidid (DNA ehituskivid) ja puhver. PCR-reaktsioon viiakse läbi PCR-masinas ja seda tuleks toita õige PCR-segu ja õige PCR-programmiga. Kui reaktsioonisegu ja programm on õiged, toodab see vajaliku koguse konkreetse DNA osa koopiaid väga väikesest kogusest DNA-st.
PCR-reaktsioonis on kolm peamist etappi, nimelt denaturatsioon, praimeri lõõmutamine ja ahela pikendamine. Need kolm etappi toimuvad kolmel erineval temperatuuril. DNA eksisteerib kaheahelalise spiraalina. Kaks ahelat on seotud vesiniksidemetega. Enne amplifikatsiooni eraldatakse kaheahelaline DNA kõrge temperatuuri andmisega. Kõrgel temperatuuril denatureeriti kaheahelaline DNA üksikuteks ahelateks. Seejärel praimerid lõõmutavad huvitava fragmendi või DNA geeni külgnevate otstega. Primer on lühike üheahelaline DNA, mis on komplementaarne sihtjärjestuse otstega. Edasised ja tagurpidi praimerid lõõmutavad komplementaarsete alustega denatureeritud proovi DNA külgnevates otstes lõõmutamistemperatuuril.
Kui praimerid on DNA-ga lõõmutatud, alustab Taq polümeraasi ensüüm uute ahelate sünteesi, lisades matriitsi DNA-le komplementaarsed nukleotiidid. Taq polümeraas on kuumusstabiilne ensüüm, mis eraldatakse termofiilsest bakterist nimega Thermus aquaticus. PCR puhver säilitab optimaalsed tingimused Taq polümeraasi toimeks. Neid kolme PCR-reaktsiooni etappi korratakse, et saada vajalik kogus PCR-produkti. Igas PCR-reaktsioonis kahekordistub DNA koopia. Seega saab PCR-is täheldada eksponentsiaalset amplifikatsiooni. PCR-produkti saab jälgida geelelektroforeesi abil, kuna see tekitab geelil nähtava koguse DNA-d ja seda saab puhastada edasiste uuringute jaoks, nagu järjestamine jne.
Joonis 01: PCR
PCR on meditsiiniliste ja bioloogiliste uuringute jaoks väärtuslik vahend. Eriti kohtuekspertiisides on PCR-il tohutu väärtus, kuna see võib kurjategijate pisikestest proovidest uuringute jaoks DNA-d võimendada ja teha kohtuekspertiisi DNA-profiile. PCR-i kasutatakse laialdaselt molekulaarbioloogia paljudes valdkondades, sealhulgas genotüpiseerimine, geenide kloonimine, mutatsioonide tuvastamine, DNA järjestamine, DNA mikrokiibid ja isaduse testimine jne.
Mis on DNA replikatsioon?
DNA replikatsioon on protsess, mis toodab ühest DNA molekulist kaks identset DNA koopiat. See on oluline bioloogilise pärimise protsess. DNA replikatsioon toimub kõigis elusorganismides. Vanemaraku genoomi tuleks kopeerida, et genoom üle anda tütarrakku. DNA replikatsiooniprotsessil on kolm peamist etappi, mida nimetatakse initsieerimiseks, pikendamiseks ja lõpetamiseks. Neid etappe katalüüsivad erinevad ensüümid. DNA replikatsioon algab rakkude genoomis asukohast, mida nimetatakse replikatsiooni alguspunktiks. Genoomis eksisteerib DNA kaheahelalises vormis. Need kaks ahelat eraldatakse DNA replikatsiooni alguses ja seda teeb ATP-st sõltuv DNA helikaas. DNA lahti keeramine on peamine sündmus, mis toimub initsiatsioonietapil. Kasutades mallidena eraldatud DNA ahelaid,DNA polümeraas sünteesib matriitsete uued komplementaarsed ahelad 5 'kuni 3' suunas. See on samm, mida nimetatakse pikenemiseks. Lõpetamine toimub siis, kui kaks replikatsioonihargi kohtuvad üksteisega vanemate kromosoomi teises otsas.
Joonis 02: DNA replikatsioon
Lisaks DNA polümeraasile on DNA replikatsiooniga seotud mitmed ensüümid nagu DNA primaas, DNA helikaas, DNA ligaas ja Topoisomeraas. In vivo DNA replikatsiooni eripära on see, et see toodab Okazaki fragmente. Üks haru moodustub pidevalt, teine aga väikestena.
Millised on PCR-i ja DNA replikatsiooni sarnasused?
- Nii PCR-i kui ka DNA replikatsiooni korral eraldatakse kaheahelaline DNA üksteisest.
- Nii PCR kui ka DNA replikatsiooniprotsessides kopeeritakse DNA.
- Nii PCR kui ka DNA replikatsiooniprotsessid on tõesti olulised.
- Nii PCR kui ka DNA replikatsiooniprotsessides osaleb DNA polümeraasi ensüüm.
Mis vahe on PCR ja DNA replikatsiooni vahel?
Erinev artikkel keskel enne tabelit
PCR vs DNA replikatsioon |
|
| PCR on DNA amplifikatsiooni in vitro meetod, mille käigus toodetakse tuhandeid kuni miljoneid DNA koopiaid. | DNA replikatsioon on looduslik protsess, mis toodab ühest DNA molekulist kaks identset DNA koopiat. |
| Sammud | |
| PCR-l on kolm etappi; denaturatsioon, praimeri lõõmutamine ja ahela pikendamine. | DNA replikatsioonil on kolm etappi; algatamine, pikendamine ja lõpetamine. |
| Aabitsate kaasamine | |
| PCR vajab kunstlikke praimereid. | DNA replikatsioon ei vaja kunstlikke praimereid. RNA lühike fragment on seotud DNA replikatsiooniga. |
| Topeltkiudude denatureerimine | |
| Topeltahelad eraldatakse kõrge temperatuuri rakendamisega PCR-is. | Topeltahelad eraldatakse DNA replikatsioonis ensüümi DNA helikaasiga. |
| Kaasatud ensüüm | |
| PCR kasutab Taq polümeraasi. | DNA replikatsiooniks kasutatakse DNA polümeraasi. |
| Temperatuur | |
| PCR toimub masina sees kolmel erineval temperatuuril. | DNA replikatsioon toimub kehatemperatuuril elusorganismi kehas. |
| In vivo või in vitro | |
| PCR on in vitro meetod. | DNA replikatsioon on in vivo meetod. |
Kokkuvõte - PCR vs DNA replikatsioon
DNA replikatsioon on protsess, mille käigus saadakse ühest DNA molekulist kaks identset DNA koopiat. Seda esineb kõigis elusorganismides, kuna see pakub meetodit geneetilise teabe andmiseks vanematelt järglastele. See koosneb kolmest ensümaatiliselt katalüüsitud etapist, nimelt initsieerimisest, pikendamisest ja lõpetamisest. DNA replikatsiooni saab laboris teha kunstlikult. PCR on üks viis huvitatud DNA-st suure hulga DNA koopiate tootmiseks. PCR viiakse rutiinselt läbi molekulaarbioloogilistes laborites, kuna see on lihtne meetod DNA koopiate tootmiseks. See on erinevus PCR ja DNA replikatsiooni vahel.
