Ero PCR n ja DNA n sekvensoinnin välillä

Avainero - PCR vs. DNA-sekvensointi
 

PCR ja DNA-sekvensointi ovat kaksi tärkeää tekniikkaa molekyylibiologiassa. Polymeraasiketjureaktio (PCR) on prosessi, joka luo suuren määrän kopioita DNA-fragmentista. DNA-sekvensointi on tekniikka, joka johtaa tietyn DNA-fragmentin nukleotidien tarkkaan järjestykseen. Tämä on avainero PCR: n ja DNA: n sekvensoinnin välillä. PCR on yksi tärkeimmistä vaiheista, jotka osallistuvat DNA-sekvensointiin.

SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on PCR
3. Mikä on DNA-sekvensointi
4. Vertailu rinnakkain - PCR vs. DNA-sekvensointi
5. Yhteenveto

Mikä on PCR?

Polymeraasiketjureaktio (PCR) on DNA-monistustekniikka, jota käytetään molekyylibiologiassa. Se tuottaa tuhansia tai miljoonia kopioita tietystä DNA-fragmentista. Tämän menetelmän kehitti Kary Mullis vuonna 1983. Tässä tekniikassa monistettava DNA-fragmentti toimii templaattina ja DNA-polymeraasientsyymi lisää komplementaarisia nukleotidejä alukkeeseen, joka on saatavana PCR-seoksessa. PCR-reaktion lopussa syntetisoidaan useita kopioita näytteen DNA: sta.

PCR-seoksessa on erilaisia ​​komponentteja, mukaan lukien DNA, DNA-polymeraasi (Taq-polymeraasi), alukkeet (eteen- ja käänteiset alukkeet), nukleotidit (DNA: n rakennuspalikat) ja puskuri. PCR tapahtuu PCR-koneessa, ja oikea PCR-seos tulisi ladata koneeseen ja oikea ohjelma tulisi ajaa. Tämä tekniikka mahdollistaa tuhansien tai miljoonien kopioiden tuoton tietystä DNA-osasta hyvin pienestä määrästä DNA: ta.

PCR-reaktiot tapahtuvat syklisellä tavalla tuottamaan näkyvä määrä PCR-tuotteita geelissä. PCR-reaktioon liittyy kolme päävaihetta, nimittäin denaturointi, alukkeen hehkutus ja juosteen jatkaminen, kuten kuviossa 01 esitetään. Nämä kolme vaihetta tapahtuvat kolmessa eri lämpötilassa. DNA esiintyy kaksijuosteisessa muodossa vety sidoksilla komplementaaristen emästen välillä. Ennen vaikutusta kaksijuosteinen DNA tulisi erottaa toisistaan. Se tehdään antamalla korkea lämpötila. Korkeassa lämpötilassa kaksijuosteinen DNA denaturoituu yksittäisiksi juosteiksi. Sitten alukkeiden tulisi tulla lähemmäksi spesifisen fragmentin tai DNA-geenin vierekkäisiä päitä. Aluke on lyhyt kappale yksijuosteisesta DNA: sta, joka on komplementaarinen kohdesekvenssille. Eteenpäin ja käänteinen aluke hehkutetaan komplementaarisilla emäksillä denaturoidun näytteen DNA: n vierekkäisissä päissä hehkutuslämpötilassa. Pohjusteiden tulisi olla lämmönkestäviä. Kun alukkeet hehkutetaan näytteen DNA: lla, taq-polymeraasientsyymi aloittaa uusien juosteiden synteesin lisäämällä nukleotideja, jotka ovat komplementaarisia kohde-DNA: han. Taq-polymeraasi on lämpöstabiili entsyymi, joka on eristetty termofiilisestä bakteerista, nimeltään Thermus aquaticus. PCR-puskuri ylläpitää optimaaliset olosuhteet taq-polymeraasitoiminnalle. Nämä PCR-reaktioiden kolme vaihetta toistetaan tuotettaessa tarvittava määrä PCR-tuotetta. Jokaisen PCR-reaktion jälkeen DNA-kopion määrä kaksinkertaistetaan. Täten eksponentiaalinen monistus voidaan havaita PCR: ssä. PCR-tuotteita voidaan havaita geelielektroforeesilla ja ne voidaan puhdistaa jatkotutkimuksia varten.

Kuvio 01: PCR-reaktion tärkeimmät vaiheet

PCR on arvokas työkalu lääketieteellisessä ja biologisessa tutkimuksessa. PCR: llä on erityinen arvo oikeuslääketieteessä, koska se voi monistaa DNA: ta rikollisten pienistä näytteistä suoritettavia tutkimuksia varten ja tehdä rikosteknisiä DNA-profiileja. PCR: ää käytetään laajalti monilla molekyylibiologian aloilla, mukaan lukien genotyypitys, geenien kloonaus, mutaatioiden havaitseminen, DNA-sekvensointi, DNA-mikromittaukset ja isyystestaus jne..

Kuvio 02: Polymeraasiketjureaktio

Mikä on DNA-sekvensointi?

DNA-sekvensointi on nukleotidien - adeniinin, guaniinin, sytosiinin ja tymiinin - tarkan järjestyksen määrittäminen annetussa DNA-fragmentissa. Geneettinen informaatio tallennetaan DNA-sekvensseihin käyttämällä nukleotidien oikeaa järjestystä. Siksi nukleotidien tarkan järjestyksen löytäminen DNA-fragmentista on erittäin tärkeää tietää geenien rakenteesta ja toiminnasta.

DNA-sekvensointiprotokolla sisältää erilaisia ​​prosesseja. Ensimmäinen vaihe on kiinnostuneen DNA: n tai organismin genomisen DNA: n eristäminen. Käyttämällä PCR: ää (kuten yllä on kuvattu), DNA: n haluttu alue tulisi monistaa. Monistettu PCR-tuote tulisi erottaa geelielektroforeesilla ja puhdistaa. Monistettuja fragmentteja käytetään mallina sekvensointiin. Sekvensointi voidaan suorittaa joko noudattamalla Sanger-sekvensointia tai suuritehoista sekvensointimenetelmää. Sanger-sekvensointi vaatii tuloksena olevien DNA-fragmenttien kapillaarielektroforeesin. Oikea nukleotidijärjestys voidaan määrittää lukemalla autoradiografiikka käsin tai käyttämällä automatisoituja DNA-sekvenssereitä.

Geenisekvensointi auttoi ihmisen genomiprojektia ja helpotti ihmisgenomin kartoitusta vuonna 2003. Tutkimuslääketieteessä DNA-sekvensointi mahdollisti yksilöinnin yksilöillä, joilla on ainutlaatuiset DNA-sekvenssit ja tunnistaa rikolliset. Lääketieteessä DNA-sekvensointia voidaan käyttää geenien, jotka ovat vastuussa geneettisistä ja muista sairauksista, löytämiseksi vikageenejä ja korvaamaan ne oikeilla geeneillä. Maataloudessa joidenkin mikro-organismien DNA-sekvensointitietoja käytetään siirtogeenisten kasvien tuottamiseksi, joilla on taloudellisesti halutut ominaisuudet.

Kuvio 03: DNA-sekvensointi

Mitä eroa on PCR: n ja DNA-sekvensoinnin välillä??

PCR vs. DNA-sekvensointi
PCR-prosessi luo tuhansia tai miljoonia kopioita kiinnostuneesta DNA-fragmentista.	DNA-sekvensointi on prosessi, jolla määritetään nukleotidien tarkka järjestys annetussa DNA-fragmentissa.
Tulokset
PCR luo tuhansia tai miljoonia kopioita tietystä DNA-fragmentista	Tämä johtaa emästen oikeaan järjestykseen tietyssä DNA-fragmentissa.
DdNTP: ien osallistuminen
PCR ei vaadi ddNTP-tiedostoja. Se käyttää dNTP: tä.	DNA-sekvensointi vaatii ddNTP: eitä juosteen muodostumisen lopettamiseksi.

Yhteenveto - PCR vs. DNA-sekvensointi

PCR ja DNA-sekvensointi ovat erittäin tärkeitä välineitä monilla molekyylibiologian aloilla. DNA-fragmenttien monistus tehdään PCR-tekniikalla, kun taas DNA-fragmentin oikea nukleotidijärjestys määritetään DNA-sekvensoinnilla. Tämä on ero PCR: n ja DNA: n sekvensoinnin välillä.

Viite:
1. ”Polymeraasiketjureaktio (PCR).” Kansallinen bioteknologiatietokeskus. Yhdysvaltain kansallinen lääketieteellinen kirjasto, n.d. Web. 21. helmikuuta 2017.
2. Shendure, Jay ja Hanlee Ji. "Seuraavan sukupolven DNA-sekvensointi." Luontouutisia. Nature Publishing Group, 9. lokakuuta 2008. Verkko. 21. helmikuuta 2017

Kuvan kohteliaisuus:
1. “PCR Steps” kirjoittanut Tinojasontran - Oma työ (Public Domain) Commons Wikimedian kautta
2. Enzoklop “Polymeraasiketjureaktio” - Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta
3. ”DNA-sekvenssi” kirjoittanut Sjef - Oma työ (julkinen alue) Commons Wikimedian kautta