Galvenā atšķirība - PCR pret DNS replikāciju
DNS replikācija ir dabisks process, kas notiek dzīvos organismos. Tas ietver vienas DNS molekulas divu identisku kopiju ražošanu. DNS replikācija ir ārkārtīgi svarīgs bioloģiskās mantošanas process. Ģenētiskā informācija no vecākiem tiek nodota pēcnācējiem galvenokārt DNS replikācijas spējas dēļ. Tādējādi tas ir būtisks process, kas notiek gandrīz visos dzīvajos organismos. Šis process notiek in vivo. Tomēr DNS replikāciju var veikt arī ar in vitro metodēm. Viena no šādām in vitro DNS replikācijas metodēm ir polimerāzes ķēdes reakcija (PCR). PCR ir DNS amplifikācijas metode, ko veic laboratorijās. Tas rada tūkstošiem līdz miljoniem DNS kopiju no ieinteresēta DNS fragmenta vai gēna. Starp in vivo DNS replikāciju un PCR ir atšķirības. Galvenā atšķirība starp šiem diviem ir tā, ka PCR tiek veikts PCR mašīnā uzturētā temperatūrā, lai iegūtu lielu skaitu DNS kopiju, savukārt DNS replikācija notiek ķermeņa iekšpusē ķermeņa temperatūrā, lai iegūtu divas identiskas vienas DNS molekulas kopijas.
SATURS
1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir PCR
3. Kas ir DNS replikācija
4. PCR un DNS replikācijas līdzības
5. Blakus salīdzinājums - PCR pret DNS replikāciju tabulas veidā
6. Kopsavilkums
Kas ir PCR?
Polimerāzes ķēdes reakcija (PCR) ir in vitro DNS amplifikācijas paņēmiens, ko regulāri veic molekulārās bioloģijas laboratorijās. Šī metode ļāva izgatavot tūkstošiem līdz miljoniem īpaši ieinteresēta DNS fragmenta kopiju. PCR ieviesa Kary Mullis 1980. gadā. Šajā metodē ieinteresētais DNS fragments tiek izmantots kā veidne kopiju izgatavošanai. Fermentu, ko sauc par Taq polimerāzi, izmanto kā DNS polimerāzes fermentu, un tas katalizēs jaunu DNS fragmenta virkņu sintēzi. Grunti, kas atrodas PCR maisījumā, darbosies kā sākumpunkts fragmentu pagarinājumiem. PCR reakcijas beigās var iegūt daudzas DNS parauga kopijas.
Visas sastāvdaļas, kas nepieciešamas DNS kopiju izgatavošanai, ir iekļautas PCR maisījumā. Tie ir DNS paraugs, DNS polimerāze (Taq polimerāze), gruntskrāsas (uz priekšu un atpakaļgaitā esošās grunts), nukleotīdi (DNS pamatelementi) un buferis. PCR reakcija tiek veikta PCR mašīnā, un tā jābaro ar pareizu PCR maisījumu un pareizu PCR programmu. Ja reakcijas maisījums un programma ir pareizi, tas no ļoti neliela daudzuma DNS saražos nepieciešamo konkrētās DNS daļas kopiju daudzumu.
PĶR reakcijā ir trīs galvenie soļi, proti, denaturēšana, grunts atlaidināšana un virknes pagarināšana. Šīs trīs darbības notiek trīs dažādās temperatūrās. DNS pastāv kā divējāda spirāle. Divi pavedieni ir savienoti ar ūdeņraža saitēm. Pirms amplifikācijas divšķiedru DNS atdala, dodot augstu temperatūru. Augstā temperatūrā divkāršu DNS denaturēta atsevišķos pavedienos. Tad gruntskrāsas atkausē ar interesējošā fragmenta vai DNS gēna sānu malām. Primer ir īss viencēlīgas DNS gabals, kas papildina mērķa secības galus. Uz priekšu un atpakaļ virzošie grunti atlaidina ar komplementārajām bāzēm denaturētās parauga DNS sānu malās atlaidināšanas temperatūrā.
Kad grunti ir atkaitināti ar DNS, Taq polimerāzes ferments sāk jauno virkņu sintēzi, pievienojot nukleotīdus, kas ir komplementāri matricas DNS. Taq polimerāze ir karstumizturīgs ferments, kas tiek izolēts no termofīlas baktērijas, ko sauc par Thermus aquaticus. PCR buferis uztur optimālos apstākļus Taq polimerāzes iedarbībai. Šie trīs PCR reakcijas posmi tiek atkārtoti, lai iegūtu nepieciešamo daudzumu PCR produkta. Katrā PCR reakcijā DNS kopijas skaits dubultojas. Tādējādi PCR var novērot eksponenciālu amplifikāciju. PCR produktu var novērot, izmantojot gēla elektroforēzi, jo tas uz gēla rada redzamu DNS daudzumu, un to var attīrīt turpmākiem pētījumiem, piemēram, sekvencēšanai utt.
01. attēls: PCR
PCR ir vērtīgs medicīnas un bioloģisko pētījumu līdzeklis. Īpaši kriminālistikas pētījumos PCR ir milzīga vērtība, jo tā var pastiprināt DNS pētījumiem no mazajiem noziedznieku paraugiem un izveidot kriminālistikas DNS profilus. PCR tiek plaši izmantots daudzās molekulārās bioloģijas jomās, tostarp genotipizēšanā, gēnu klonēšanā, mutāciju noteikšanā, DNS sekvencēšanā, DNS mikroelementos un paternitātes testēšanā utt.
Kas ir DNS replikācija?
DNS replikācija attiecas uz procesu, kas no vienas DNS molekulas rada divas identiskas DNS kopijas. Tas ir svarīgs bioloģiskās mantošanas process. DNS replikācija notiek visos dzīvajos organismos. Vecāku šūnas genoms ir jāatkārto, lai nodotu genomu meitas šūnā. DNS replikācijas procesam ir trīs galvenie soļi, kurus sauc par iniciāciju, pagarinājumu un pārtraukšanu. Šīs darbības katalizē dažādi fermenti. DNS replikācija sākas no vietas, ko šūnu genomā sauc par replikācijas sākumu. Genomā DNS pastāv divpavedienu formā. Šie divi pavedieni ir atdalīti DNS replikācijas sākumā, un to veic ar ATP atkarīgu DNS helikāzi. DNS atritināšana ir galvenais notikums, kas notiek uzsākšanas posmā. Izmantojot atdalītas DNS virknes kā veidnes,DNS polimerāze sintezē veidnes virknes jaunos komplementāros pavedienus 5 'līdz 3' virzienā. Tas ir solis, ko sauc par pagarinājumu. Pārtraukšana notiek, kad abas replikācijas dakšas satiekas vecāku hromosomas pretējā galā.
02. attēls: DNS replikācija
Izņemot DNS polimerāzi, DNS replikācijā ir iesaistīti vairāki fermenti, piemēram, DNS primāze, DNS helikāze, DNS ligāze un Topoizomerāze. In vivo DNS replikācijas īpatnība ir tā, ka tā ražo Okazaki fragmentus. Viena virkne tiek nepārtraukti veidota, bet otra - mazos gabaliņos.
Kādas ir PCR un DNS replikācijas līdzības?
- Gan PĶR, gan DNS replikācijā divšķiedru DNS tiek atdalītas viena no otras.
- Gan PCR, gan DNS replikācijas procesos DNS tiek kopēts.
- Gan PCR, gan DNS replikācijas procesi ir patiešām svarīgi.
- Gan PCR, gan DNS replikācijas procesos ir iesaistīts DNS polimerāzes enzīms.
Kāda ir atšķirība starp PCR un DNS replikāciju?
Atšķirīgs raksts vidū pirms tabulas
PCR pret DNS replikāciju |
|
| PCR ir in vitro DNS amplifikācijas metode, kurā tiek ražoti tūkstošiem līdz miljoniem DNS kopiju. | DNS replikācija ir dabisks process, kas no vienas DNS molekulas rada divas identiskas DNS kopijas. |
| Soļi | |
| PCR ir trīs posmi; denaturēšana, grunts atlaidināšana un virknes pagarināšana. | DNS replikācijai ir trīs posmi; uzsākšana, pagarināšana un izbeigšana. |
| Primeru iesaiste | |
| PĶR nepieciešami mākslīgie grunti. | DNS replikācijai nav nepieciešami mākslīgi grunti. Īss RNS fragments ir iesaistīts DNS replikācijā. |
| Dubultdzīslu denaturēšana | |
| Dubultos pavedienus atdala, PCR piemērojot augstu temperatūru. | Dubultos pavedienus viens no otra atdala fermenta DNS helikāze DNS replikācijā. |
| Iesaistīts ferments | |
| PCR izmanto Taq polimerāzi. | DNS replikācijā tiek izmantota DNS polimerāze. |
| Temperatūra | |
| PCR notiek trīs dažādās temperatūrās iekārtas iekšpusē. | DNS replikācija notiek ķermeņa temperatūrā dzīvā organisma ķermenī. |
| In vivo vai in vitro | |
| PCR ir in vitro metode. | DNS replikācija ir metode in vivo. |
Kopsavilkums - PCR pret DNS replikāciju
DNS replikācija ir divu identisku DNS kopiju iegūšanas process no vienas DNS molekulas. Tas notiek visos dzīvajos organismos, jo tas piedāvā metodi ģenētiskās informācijas sniegšanai no vecākiem līdz pēcnācējiem. Tas sastāv no trim fermentatīvi katalizētiem posmiem, proti, iniciēšanas, pagarināšanas un izbeigšanas. DNS replikāciju laboratorijā var veikt mākslīgi. PCR ir viens no veidiem, kā no ieinteresētās DNS iegūt lielu skaitu DNS kopiju. PCR parasti veic molekulārās bioloģiskās laboratorijās, jo tā ir vienkārša metode DNS kopiju ražošanai. Šī ir atšķirība starp PCR un DNS replikāciju.
