Ero PCR: N Ja DNA-replikaation Välillä

2024 Kirjoittaja: Mildred Bawerman | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 08:38

Keskeinen ero - PCR vs. DNA-replikaatio

DNA-replikaatio on luonnollinen prosessi, joka tapahtuu elävissä organismeissa. Siihen kuuluu kahden identtisen kopion tuottaminen yhdestä DNA-molekyylistä. DNA-replikaatio on äärimmäisen tärkeä biologisen perinnön prosessi. Geneettinen tieto siirtyy vanhemmilta jälkeläisille pääasiassa DNA-replikaation kyvyn vuoksi. Siksi se on olennainen prosessi, joka tapahtuu melkein kaikissa elävissä organismeissa. Tämä prosessi tapahtuu in vivo. DNA-replikaatio voidaan kuitenkin tehdä myös in vitro -menetelmillä. Polymeraasiketjureaktio (PCR) on yksi tällainen DNA-replikaation in vitro -menetelmä. PCR on laboratoriossa suoritettava DNA-monistusmenetelmä. Se tuottaa tuhansia miljoonia kopioita DNA: sta kiinnostuneesta DNA-fragmentista tai geenistä. In vivo DNA-replikaation ja PCR: n välillä on eroja. Keskeinen ero näiden kahden välillä on se, että PCR suoritetaan PCR-koneessa ylläpidetyissä lämpötiloissa tuottamaan suuri määrä DNA-kopioita, kun taas DNA: n replikaatio tapahtuu kehon sisällä kehon lämpötilassa kahden identtisen kopion tuottamiseksi yhdestä DNA-molekyylistä.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeinen ero

2. Mikä on PCR

3. Mikä on DNA-replikaatio

4. PCR: n ja DNA-replikaation yhtäläisyydet

5. Rinnakkainen vertailu - PCR vs. DNA-replikaatio taulukkomuodossa

6. Yhteenveto

Mikä on PCR?

Polymeraasiketjureaktio (PCR) on in vitro DNA-monistusmenetelmä, joka suoritetaan rutiininomaisesti molekyylibiologisissa laboratorioissa. Tämä menetelmä mahdollisti tuhansien - miljoonien kopioiden tuottamisen erityisen kiinnostuneesta DNA-fragmentista. Kary Mullis otti käyttöön PCR: n vuonna 1980. Tässä tekniikassa kiinnostunutta DNA-fragmenttia käytetään mallina kopioiden tekemiseen. Taq-polymeraasiksi kutsuttu entsyymi käytetään DNA-polymeraasientsyyminä, ja se katalysoi DNA-fragmentin uusien säikeiden synteesiä. PCR-seoksessa olevat alukkeet toimivat fragmenttien jatkeiden lähtökohtina. PCR-reaktion lopussa voidaan saada useita kopioita näyte-DNA: sta.

Kaikki ainesosat, joita tarvitaan kopioiden tekemiseen DNA: sta, sisältyvät PCR-seokseen. Ne ovat näyte-DNA, DNA-polymeraasi (Taq-polymeraasi), alukkeet (eteenpäin ja taaksepäin olevat alukkeet), nukleotidit (DNA: n rakennuspalikat) ja puskuri. PCR-reaktio suoritetaan PCR-koneessa, ja siihen tulisi syöttää oikea PCR-seos ja oikea PCR-ohjelma. Jos reaktioseos ja ohjelma ovat oikeat, se tuottaa vaaditun määrän kopioita tietystä DNA-osasta hyvin pienestä määrästä DNA: ta.

PCR-reaktiossa on kolme päävaihetta, nimittäin denaturaatio, alukkeen hehkutus ja juosteen jatke. Nämä kolme vaihetta tapahtuvat kolmessa eri lämpötilassa. DNA esiintyy kaksisäikeisenä kierteenä. Kaksi säiettä on sidottu vetysidoksilla. Ennen monistamista kaksijuosteinen DNA erotetaan antamalla korkea lämpötila. Korkeassa lämpötilassa kaksisäikeinen DNA denaturoitu yksisäikeisiksi. Sitten alukkeet hehkutetaan kiinnostavan fragmentin tai DNA-geenin reunustavilla päillä. Primer on lyhyt kappale yksijuosteista DNA: ta, joka on komplementaarinen kohdesekvenssin päihin. Eteenpäin ja taaksepäin olevat alukkeet hehkutuvat komplementaaristen emästen kanssa denaturoidun näyte-DNA: n reunustavissa päissä hehkutuslämpötilassa.

Kun alukkeet hehkutetaan DNA: lla, Taq-polymeraasientsyymi aloittaa uusien säikeiden synteesin lisäämällä nukleotideja, jotka ovat komplementaarisia templaatti-DNA: lle. Taq-polymeraasi on lämpöstabiili entsyymi, joka eristetään Thermus aquaticus -nimisestä termofiilisestä bakteerista. PCR-puskuri ylläpitää optimaaliset olosuhteet Taq-polymeraasitoiminnalle. Nämä kolme PCR-reaktion vaihetta toistetaan tarvittavan määrän PCR-tuotteen tuottamiseksi. Kussakin PCR-reaktiossa DNA-kopion määrä kaksinkertaistuu. Siksi PCR: ssä voidaan havaita eksponentiaalinen monistus. PCR-tuotetta voidaan havaita geelielektroforeesilla, koska se tuottaa näkyvän määrän DNA: ta geelillä ja se voidaan puhdistaa jatkotutkimuksia varten, kuten sekvensointi jne.

Kuva 01: PCR

PCR on arvokas työkalu lääketieteellisessä ja biologisessa tutkimuksessa. Erityisesti rikostutkimuksissa PCR: llä on valtava arvo, koska se voi monistaa DNA: ta tutkimuksia varten rikollisten pienistä näytteistä ja tehdä rikosteknisiä DNA-profiileja. PCR: ää käytetään laajalti monilla molekyylibiologian aloilla, mukaan lukien genotyypitys, geenikloonaus, mutaation havaitseminen, DNA-sekvensointi, DNA-mikropalstat ja isyyden testaus jne.

Mikä on DNA-replikaatio?

DNA-replikaatiolla tarkoitetaan prosessia, joka tuottaa kaksi identtistä DNA-kopiota yhdestä DNA-molekyylistä. Se on tärkeä biologisen perinnön prosessi. DNA-replikaatio tapahtuu kaikissa elävissä organismeissa. Emosolun genomi tulisi replikoida genomin siirtämiseksi tytärsoluun. DNA-replikaatioprosessilla on kolme päävaihetta, joita kutsutaan initiaatioksi, venymiseksi ja lopettamiseksi. Nämä vaiheet katalysoivat erilaiset entsyymit. DNA-replikaatio alkaa sijainnista, jota kutsutaan replikaation aloituskohdaksi solujen genomissa. Genomissa DNA esiintyy kaksijuosteisessa muodossa. Nämä kaksi säiettä erotetaan DNA-replikaation alussa, ja se tapahtuu ATP-riippuvaisella DNA-helikaasilla. DNA: n purkautuminen on tärkein tapahtuma, joka tapahtuu aloitusvaiheessa. Käyttämällä erillisiä DNA-säikeitä mallina,DNA-polymeraasi syntetisoi templaattisäikeiden uudet komplementaariset säikeet 5 '- 3' suuntaan. Tätä kutsutaan pidennykseksi. Loppu tapahtuu, kun kaksi replikaatiohaarukkaa kohtaavat toistensa vanhempien kromosomin vastakkaisessa päässä.

Kuva 02: DNA-replikaatio

Muut kuin DNA-polymeraasi, useita entsyymejä, kuten DNA-primaasi, DNA-helikaasi, DNA-ligaasi ja Topoisomeraasi, ovat mukana DNA-replikaatiossa. In vivo DNA-replikaation erityispiirre on, että se tuottaa Okazaki-fragmentteja. Yksi säike muodostuu jatkuvasti, kun taas toinen muodostuu pieninä paloina.

Mitkä ovat yhtäläisyydet PCR: n ja DNA-replikaation välillä?

• Sekä PCR- että DNA-replikaatiossa kaksijuosteinen DNA erotetaan toisistaan.
• Sekä PCR- että DNA-replikaatioprosesseissa DNA kopioidaan.
• Sekä PCR- että DNA-replikaatioprosessit ovat todella tärkeitä.
• Sekä PCR- että DNA-replikaatioprosesseissa DNA-polymeraasientsyymi on mukana.

Mikä on ero PCR: n ja DNA-replikaation välillä?

Erilainen artikkeli keskellä taulukkoa

PCR vs. DNA-replikaatio
PCR on in vitro -menetelmä DNA-monistusta varten, jossa tuotetaan tuhansia miljoonia kopioita DNA: sta.	DNA-replikaatio on luonnollinen prosessi, joka tuottaa kaksi identtistä kopiota DNA: sta yhdestä DNA-molekyylistä.
Askeleet
PCR: llä on kolme vaihetta; denaturaatio, alukkeen hehkutus ja juosteen jatke.	DNA-replikaatiossa on kolme vaihetta; aloittaminen, venymä ja päättyminen.
Alukkeiden osallistuminen
PCR tarvitsee keinotekoisia alukkeita.	DNA-replikaatio ei tarvitse keinotekoisia alukkeita. Lyhyt RNA-fragmentti on mukana DNA-replikaatiossa.
Kaksisäikeisten denaturointi
Kaksoissäikeet erotetaan käyttämällä korkeaa lämpötilaa PCR: ssä.	Kaksoissäikeet erotetaan toisistaan DNA-replikaation entsyymi-DNA-helikaasilla.
Entsyymi mukana
PCR käyttää Taq-polymeraasia.	DNA-replikaatio käyttää DNA-polymeraasia.
Lämpötila
PCR tapahtuu kolmessa eri lämpötilassa koneen sisällä.	DNA-replikaatio tapahtuu kehon lämpötilassa elävän organismin kehossa.
In vivo tai in vitro
PCR on in vitro -menetelmä.	DNA-replikaatio on in vivo -menetelmä.

Yhteenveto - PCR vs. DNA-replikaatio

DNA-replikaatio on prosessi, jolla tuotetaan kaksi identtistä DNA-kopiota yhdestä DNA-molekyylistä. Sitä esiintyy kaikissa elävissä organismeissa, koska se tarjoaa menetelmän antaa geneettiset tiedot vanhemmilta jälkeläisille. Se koostuu kolmesta entsymaattisesti katalysoidusta vaiheesta, nimittäin aloituksesta, venymisestä ja päättymisestä. DNA-replikaatio voidaan tehdä keinotekoisesti laboratoriossa. PCR on yksi tapa tuottaa suuri määrä DNA-kopioita kiinnostuneesta DNA: sta. PCR suoritetaan rutiininomaisesti molekyylibiologisissa laboratorioissa, koska se on helppo menetelmä tuottaa kopioita DNA: sta. Tämä on ero PCR: n ja DNA-replikaation välillä.