Fő különbség - PCR és DNS replikáció
A DNS-replikáció egy természetes folyamat, amely élő organizmusokban fordul elő. Ez magában foglalja egy DNS-molekula két azonos másolatának előállítását. A DNS-replikáció a biológiai öröklés rendkívül fontos folyamata. A genetikai információk elsősorban a DNS-replikáció képességének köszönhetően kerülnek szülőtől az utódokhoz. Ezért ez egy lényeges folyamat, amely szinte minden élő organizmusban előfordul. Ez a folyamat in vivo történik. A DNS-replikáció azonban elvégezhető in vitro módszerekkel is. A polimeráz láncreakció (PCR) egy ilyen in vitro módszer a DNS replikációra. A PCR egy DNS-amplifikációs módszer, amelyet laboratóriumokban végeznek. Több ezer vagy több millió példányban állít elő DNS-t egy érdekelt DNS-fragmensből vagy génből. Különbségek vannak az in vivo DNS-replikáció és a PCR között. A legfontosabb különbség e kettő között az, hogy a PCR-t egy PCR-gépen hajtják végre, fenntartott hőmérsékleten, nagyszámú DNS-másolat előállításához, míg a DNS-replikáció a test belsejében történik testhőmérsékleten, és egyetlen DNS-molekula két azonos másolatát állítja elő.
TARTALOM
1. Áttekintés és kulcsfontosságú különbségek
2. Mi a PCR
3. Mi a DNS-replikáció
4. A PCR és a DNS-replikáció közötti hasonlóság
5. Egymás melletti összehasonlítás - PCR és DNS-replikáció táblázatos formában
6. Összefoglalás
Mi a PCR?
A polimeráz láncreakció (PCR) egy in vitro DNS-amplifikációs technika, amelyet rutinszerűen végeznek a molekuláris biológiai laboratóriumokban. Ez a módszer lehetővé tette egy különösen érdekes DNS-fragmens ezer-millió példányának előállítását. A PCR-t Kary Mullis vezette be 1980-ban. Ebben a technikában a DNS érdekelt fragmensét szolgálják templátként a másolatok készítéséhez. A Taq-polimeráz nevű enzimet használják DNS-polimeráz enzimként, és ez katalizálja a DNS-fragmens új szálainak szintézisét. A PCR keverékben lévő primerek a kiindulási pontokként működnek a fragmens meghosszabbításakor. A PCR reakció végén a minta DNS sok másolata megszerezhető.
A DNS-másolatok elkészítéséhez szükséges összes összetevőt a PCR-keverék tartalmazza. Ezek a minta-DNS, a DNS-polimeráz (Taq-polimeráz), a primerek (előre és reverz primerek), nukleotidok (a DNS építőkövei) és egy puffer. A PCR reakciót PCR gépen futtatják, és megfelelő PCR keverékkel és megfelelő PCR programmal kell ellátni. Ha a reakcióelegy és a program helyes, akkor nagyon kis mennyiségű DNS-ből előállítja a kívánt mennyiségű másolatot egy adott DNS-szakaszról.
A PCR reakciónak három fő lépése van, nevezetesen denaturálás, primer hőkezelés és szálkiterjesztés. Ez a három lépés három különböző hőmérsékleten történik. A DNS kettős szálú spirálként létezik. Két szálat hidrogénkötések kötnek össze. Az amplifikációt megelőzően a kettős szálú DNS-t magas hőmérsékleten elválasztjuk. Magas hőmérsékleten a kettős szálú DNS egyetlen szálakká denaturálódik. Ezután a primerek leragasztják az érdekelt fragmens vagy a DNS génjének szélső végeit. Az alapozó egyszálú DNS rövid darabja, amely komplementer a célszekvencia végeivel. Az előremenő és a reverz primerek a lágyítási hőmérsékleten a denaturált minta DNS szélső végén lévő komplementer bázisokkal izzadnak.
Amikor a primereket DNS-sel megolvasztják, a Taq polimeráz enzim a templát DNS-sel komplementer nukleotidok hozzáadásával elindítja az új szálak szintézisét. A Taq-polimeráz egy hőstabil enzim, amelyet a Thermus aquaticus nevű termofil baktériumból izolálnak. A PCR puffer fenntartja az optimális feltételeket a Taq polimeráz működéséhez. A PCR reakciónak ezt a három szakaszát megismételjük a kívánt mennyiségű PCR termék előállításához. Minden egyes PCR-reakciónál a DNS-kópia száma megduplázódik. Ezért a PCR-ben exponenciális amplifikáció figyelhető meg. A PCR termék megfigyelhető gélelektroforézissel, mivel a gélen látható mennyiségű DNS-t termel, és további vizsgálatokhoz, például szekvenáláshoz stb. Tisztítható.
01. ábra: PCR
A PCR értékes eszköz az orvosi és biológiai kutatásokban. Különösen az igazságügyi vizsgálatokban a PCR-nek óriási értéke van, mivel a bűnözők apró mintáiból képes amplifikálni a DNS-t a vizsgálatokhoz, és törvényszéki DNS-profilokat készíteni. A PCR-t széles körben alkalmazzák a molekuláris biológia számos területén, ideértve a genotipizálást, a gének klónozását, a mutációk detektálását, a DNS-szekvenálást, a DNS-mikrosávokat és az apasági teszteket stb.
Mi a DNS-replikáció?
A DNS-replikációra azt a folyamatot értjük, amely két azonos DNS-másolatot állít elő egy DNS-molekulából. A biológiai öröklés fontos folyamata. A DNS-replikáció minden élő szervezetben előfordul. A szülősejt genomját meg kell ismételni annak érdekében, hogy a genom a leánysejtbe kerüljön. A DNS-replikációs folyamatnak három fő lépése van, az úgynevezett iniciáció, megnyújtás és befejezés. Ezeket a lépéseket különböző enzimek katalizálják. A DNS-replikáció a replikációs origónak nevezett helyről indul ki a sejtek genomjában. A genomban a DNS kettős szálú formában létezik. Ez a két szál elválik a DNS replikáció kezdetén, és ezt ATP-függő DNS-helikáz végzi. A DNS kikapcsolása a fő esemény, amely a beavatási lépésben bekövetkezik. Ha elválasztott DNS-szálakat használunk sablonokként,A DNS-polimeráz 5'-3 'irányba szintetizálja a templátszálak új komplementer szálait. Ezt nevezzük megnyúlásnak. A végződés akkor következik be, amikor a két replikációs villa találkozik egymással a szülői kromoszóma másik végén.
02. ábra: DNS replikáció
A DNS-polimerázon kívül számos enzim, például DNS-primáz, DNS-helikáz, DNS-ligáz és topoizomeráz vesz részt a DNS-replikációban. Az in vivo DNS-replikáció különlegessége, hogy Okazaki-fragmenseket termel. Az egyik szál folyamatosan képződik, míg a másik apró darabokban.
Milyen hasonlóságok vannak a PCR és a DNS replikáció között?
- Mind a PCR, mind a DNS replikáció során a kettős szálú DNS elválik egymástól.
- Mind a PCR, mind a DNS replikációs folyamatokban a DNS lemásolásra kerül.
- Mind a PCR, mind a DNS replikációs folyamat nagyon fontos.
- Mind a PCR, mind a DNS replikációs folyamatokban a DNS polimeráz enzim vesz részt.
Mi a különbség a PCR és a DNS replikáció között?
Különböző cikk a táblázat előtt
PCR vs DNS replikáció |
|
| A PCR egy in vitro módszer a DNS-amplifikációra, amelyben több ezer vagy több millió DNS-kópiát állítanak elő. | A DNS-replikáció egy természetes folyamat, amely két azonos DNS-másolatot állít elő egy DNS-molekulából. |
| Lépések | |
| A PCR-nek három lépése van; denaturáció, primer izzítás és szál meghosszabbítás. | A DNS-replikációnak három lépése van; beavatás, megnyúlás és befejezés. |
| Alapozók bevonása | |
| A PCR-nek mesterséges primerekre van szüksége. | A DNS-replikációhoz nincs szükség mesterséges primerekre. Az RNS rövid fragmense részt vesz a DNS-replikációban. |
| A kettős szálak denaturálása | |
| A kettős szálakat PCR-ben magas hőmérséklet alkalmazásával választjuk el. | A kettős szálakat a DNS replikáció során a DNS helikáz enzim választja el egymástól. |
| Enzim érintett | |
| A PCR Taq-polimerázt használ. | A DNS-replikáció DNS-polimerázt használ. |
| Hőfok | |
| A PCR három különböző hőmérsékleten fordul elő egy gép belsejében. | A DNS replikáció testhőmérsékleten történik az élő szervezet testén belül. |
| In vivo vagy in vitro | |
| A PCR egy in vitro módszer. | A DNS replikáció egy in vivo módszer. |
Összegzés - PCR vs DNS replikáció
A DNS-replikáció a DNS két azonos másolatának előállítása egyetlen DNS-molekulából. Minden élő szervezetben előfordul, mivel módszert kínál a genetikai információk átadására a szülőtől az utódig. Három enzimatikusan katalizált lépésből áll, nevezetesen az iniciálásból, megnyúlásból és a végződésből. A DNS-replikáció mesterségesen elvégezhető a laboratóriumban. A PCR az egyik módja a nagyszámú DNS-másolat előállításának az érdekelt DNS-ből. A PCR-t rutinszerűen molekuláris biológiai laboratóriumokban hajtják végre, mivel ez egy egyszerű módszer a DNS-másolatok előállítására. Ez a különbség a PCR és a DNS replikáció között.
