Ero PCR n ja DNA n replikaation välillä

Avainero - PCR vs. DNA replikointi
 

DNA: n replikaatio on luonnollinen prosessi, jota esiintyy elävissä organismeissa. Siihen sisältyy kahden identtisen kopion tuottaminen yhdestä DNA-molekyylistä. DNA: n replikaatio on erittäin tärkeä biologisen perimän prosessi. Geneettinen tieto välittyy vanhemmilta jälkeläisille pääasiassa DNA-replikaation kyvyn vuoksi. Siksi se on välttämätön prosessi, jota esiintyy melkein kaikissa elävissä organismeissa. Tämä prosessi tapahtuu in vivo. DNA: n replikaatio voidaan kuitenkin tehdä in vitro menetelmiä. Polymeraasiketjureaktio (PCR) on yksi sellainen in vitro DNA-replikaatiomenetelmä. PCR on laboratorioissa suoritettu DNA-monistusmenetelmä. Se tuottaa tuhansia tai miljoonia kopioita DNA: ta kiinnostuneesta DNA-fragmentista tai geenistä. Erojen välillä on eroja in vivo DNA-replikaatio ja PCR. avainero näiden kahden välillä on se PCR suoritetaan PCR-koneessa ylläpidetyissä lämpötiloissa, jotta saadaan suuri määrä kopioita DNA: sta, kun taas DNA: n replikaatio tapahtuu kehon sisällä ruumiinlämpötilassa, jolloin saadaan kaksi identtistä kopiota yhdestä DNA-molekyylistä.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on PCR
3. Mikä on DNA-replikaatio
4. PCR: n ja DNA-replikaation väliset yhtäläisyydet
5. Vertailu rinnakkain - PCR vs. DNA-replikaatio taulukkomuodossa
6. Yhteenveto

Mikä on PCR?

Polymeraasiketjureaktio (PCR) on in vitro DNA-monistustekniikka, jota suoritetaan rutiininomaisesti molekyylibiologisissa laboratorioissa. Tämä menetelmä mahdollisti tuhansien miljoonien kopioiden tuotannon erityisen kiinnostuneesta DNA-fragmentista. Kary Mullis toi PCR: n käyttöön vuonna 1980. Tässä tekniikassa kiinnostunut DNA-fragmentti toimii templaattina kopioiden valmistamiseksi. Entsyymiä, nimeltään Taq-polymeraasi, käytetään DNA-polymeraasientsyyminä, ja se katalysoi DNA-fragmentin uusien juosteiden synteesiä. Alukkeet, jotka ovat PCR-seoksessa, toimivat fragmenttien pidennysten lähtökohtina. PCR-reaktion lopussa voidaan saada useita kopioita näytteen DNA: sta.

Kaikki ainesosat, jotka ovat tarpeen DNA: n kopioiden tekemiseksi, sisällytetään PCR-seokseen. Ne ovat näyte-DNA, DNA-polymeraasi (Taq-polymeraasi), alukkeet (eteen- ja käänteiset alukkeet), nukleotidit (DNA: n rakennuspalikat) ja puskuri. PCR-reaktio suoritetaan PCR-koneessa, ja se tulisi syöttää oikealla PCR-seoksella ja oikealla PCR-ohjelmalla. Jos reaktioseos ja ohjelma ovat oikein, se tuottaa tarvittavan määrän kopioita tietystä DNA-osasta erittäin pienestä määrästä DNA: ta.

PCR-reaktioon liittyy kolme päävaihetta, nimittäin denaturointi, alukkeen hehkutus ja juosteen jatkaminen. Nämä kolme vaihetta tapahtuvat kolmessa eri lämpötilassa. DNA esiintyy kaksijuosteisena helixinä. Kaksi juostetta on sidottu vety sidoksilla. Ennen monistamista kaksijuosteinen DNA erotetaan antamalla korkea lämpötila. Korkeassa lämpötilassa kaksijuosteinen DNA denaturoitu yksijuosteisiin. Sitten alukkeet hehkutetaan kiinnostuneen fragmentin tai DNA-geenin vierekkäisten päiden kanssa. Aluke on lyhyt pala yksijuosteista DNA: ta, joka on komplementaarinen kohdesekvenssin päille. Eteenpäin ja käänteinen aluke hehkutetaan komplementaarisilla emäksillä denaturoidun näytteen DNA: n viereisissä päissä hehkutuslämpötilassa.

Kun alukkeet hehkutetaan DNA: lla, Taq-polymeraasientsyymi aloittaa uusien juosteiden synteesin lisäämällä nukleotidejä, jotka ovat komplementaarisia templaatti-DNA: lle. Taq-polymeraasi on lämpöstabiili entsyymi, joka eristetään termofiilisestä bakteerista, jota kutsutaan Thermus aquaticus. PCR-puskuri ylläpitää optimaaliset olosuhteet Taq-polymeraasitoiminnalle. Nämä kolme PCR-reaktion vaihetta toistetaan, jotta saadaan vaadittu määrä PCR-tuotetta. Jokaisessa PCR-reaktiossa DNA-kopion määrä kaksinkertaistuu. Täten eksponentiaalinen monistus voidaan havaita PCR: ssä. PCR-tuotetta voidaan havaita geelielektroforeesilla, koska se tuottaa näkyvän määrän DNA: ta geelissä ja se voidaan puhdistaa lisätutkimuksia varten, kuten sekvensointi jne..

Kuvio 01: PCR

PCR on arvokas työkalu lääketieteellisessä ja biologisessa tutkimuksessa. Varsinkin rikosteknisissä tutkimuksissa PCR: llä on valtava arvo, koska se voi monistaa DNA: ta tutkimuksiin rikollisten pienistä näytteistä ja tehdä rikosteknisistä DNA-profiileista. PCR: ää käytetään laajalti monilla molekyylibiologian aloilla, mukaan lukien genotyypitys, geenien kloonaus, mutaatioiden havaitseminen, DNA-sekvensointi, DNA-mikromatriisit ja isyystestaus jne..

Mikä on DNA-replikaatio?

DNA-replikaatioon viitataan prosessissa, joka tuottaa kaksi identtistä kopiota DNA: ta yhdestä DNA-molekyylistä. Se on tärkeä biologisen perimän prosessi. DNA: n replikaatio tapahtuu kaikissa elävissä organismeissa. Emosolun genomi tulisi toistaa, jotta genomi voitaisiin siirtää tytärsolulle. DNA: n replikaatioprosessissa on kolme päävaihetta, joita kutsutaan aloittamiseksi, pidentämiseksi ja lopettamiseksi. Eri entsyymit katalysoivat näitä vaiheita. DNA: n replikaatio alkaa paikasta, jota kutsutaan replikaation aloituskohdaksi solujen genomissa. Genomissa DNA esiintyy kaksijuosteisessa muodossa. Nämä kaksi juostetta erotetaan DNA-replikaation alussa, ja se tehdään ATP: stä riippuvalla DNA-helikaasilla. DNA: n purkautuminen on päätapahtuma, joka tapahtuu aloitusvaiheessa. Käyttämällä erotettuja DNA-juosteita templaaneina, DNA-polymeraasi syntetisoi templaattilankojen uudet komplementaariset juosteet 5 '- 3' suuntaan. Tätä on vaihe, jota kutsutaan venymäksi. Lopettaminen tapahtuu, kun kaksi replikaatiohaaruketta kohtaavat keskenään vanhempien kromosomin vastakkaisessa päässä.

Kuvio 02: DNA-replikaatio

Muut kuin DNA-polymeraasi, DNA-replikaatioon osallistuvat useat entsyymit, kuten DNA-primaasi, DNA-helikaasi, DNA-ligaasi ja topoisomeraasi. Erityinen ominaisuus in vivo DNA-replikaatiossa on, että se tuottaa Okazaki-fragmentteja. Yksi nauha muodostuu jatkuvasti, kun taas toinen muodostaa pieninä paloina.

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

• Sekä PCR: ssä että DNA: n 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: n replikaation välillä?

PCR vs. DNA-replikaatio
PCR on in vitro DNA-monistusmenetelmä, jossa tuotetaan tuhansia tai miljoonia kopioita DNA: ta.	DNA-replikaatio on luonnollinen prosessi, joka tuottaa kaksi identtistä kopiota DNA: ta yhdestä DNA-molekyylistä.
Askeleet
PCR: llä on kolme vaihetta; denaturointi, alukkeen hehkutus ja juosteen jatkaminen.	DNA-replikaatiolla on kolme vaihetta; aloittaminen, pidentäminen ja lopettaminen.
Pääministerien osallistuminen
PCR tarvitsee keinotekoisia alukkeita.	DNA-replikaatio ei tarvitse keinotekoisia alukkeita. Lyhyt RNA-fragmentti osallistuu DNA-replikaatioon.
Kaksijuosteisten denaturointi
Kaksinkertaiset juosteet erotetaan soveltamalla korkeaa lämpötilaa PCR: ssä.	Kaksinkertaiset juosteet erotetaan toisistaan ​​entsyymi-DNA-helikaasilla DNA-replikaatiossa.
Entsyymi mukana
PCR käyttää Taq-polymeraasia.	DNA-replikaatio käyttää DNA-polymeraasia.
Lämpötila
PCR esiintyy kolmessa eri lämpötilassa koneen sisällä.	DNA: n replikaatio tapahtuu ruumiinlämpötilassa elävän organismin kehossa.
In vivo tai In vitro
PCR on in vitro menetelmä.	DNA-replikaatio on in vivo menetelmä.

Yhteenveto - PCR vs. DNA replikointi

DNA-replikaatio on prosessi, jolla tuotetaan kaksi identtistä kopiota DNA: ta yhdestä DNA-molekyylistä. Sitä esiintyy kaikissa elävissä organismeissa, koska se tarjoaa menetelmän geneettisen tiedon jakamiseksi vanhemmilta jälkeläisille. Se koostuu kolmesta entsymaattisesti katalysoidusta vaiheesta, nimittäin aloitus, pidennys ja lopetus. DNA-replikaatio voidaan tehdä keinotekoisesti laboratoriossa. PCR on yksi tapa tuottaa suuri määrä kopioita DNA: sta kiinnostuneesta DNA: sta. PCR suoritetaan rutiininomaisesti molekyylibiologisissa laboratorioissa, koska se on helppo menetelmä DNA-kopioiden tuottamiseksi. Tämä on ero PCR: n ja DNA: n replikaation välillä.

Viite:

1. ”DNA-replikaatio.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11. maaliskuuta 2018. Saatavilla täältä
2. ”Polymeraasiketjureaktio (PCR).” Kansallinen bioteknologiatietokeskus, Yhdysvaltain kansallinen lääketieteellinen kirjasto. Saatavilla täältä  
3. ”DNA: n replikaation molekyylimekanismi.” Khan-akatemia. Saatavilla täältä  

Kuvan kohteliaisuus:

1.'Polymeraasiketjureaktio'By Enzoklop - Oma työ, (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta  
2.DNA-replikaation split'By I, Madprime, (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta