Nyckelskillnad - PCR vs DNA-replikering
DNA-replikering är en naturlig process som sker i levande organismer. Det involverar produktion av två identiska kopior av en DNA-molekyl. DNA-replikering är en extremt viktig process för biologisk arv. Genetisk information överförs från förälder till avkomma främst på grund av DNA-replikationsförmågan. Därför är det en väsentlig process som förekommer i nästan alla levande organismer. Denna process sker in vivo. DNA-replikering kan dock också göras via in vitro-metoder. Polymeraskedjereaktion (PCR) är en sådan in vitro-metod för DNA-replikering. PCR är en DNA-amplifieringsmetod som utförs i laboratorier. Det producerar tusentals till miljoner kopior av DNA från ett intresserat DNA-fragment eller en gen. Det finns skillnader mellan in vivo DNA-replikering och PCR. Huvudskillnaden mellan dessa två är att PCR utförs i en PCR-maskin vid upprätthållna temperaturer för att producera ett stort antal kopior av DNA medan DNA-replikering sker i kroppen vid kroppstemperatur för att producera två identiska kopior av en enda DNA-molekyl.
INNEHÅLL
1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är PCR
3. Vad är DNA-replikering
4. Likheter mellan PCR och DNA-replikering
5. Jämförelse sida vid sida - PCR vs DNA-replikering i tabellform
6. Sammanfattning
Vad är PCR?
Polymeraskedjereaktion (PCR) är en in vitro DNA-amplifieringsteknik som rutinmässigt utförs i molekylärbiologiska laboratorier. Denna metod möjliggjorde produktion av tusentals till miljoner exemplar av ett särskilt intresserat DNA-fragment. PCR introducerades av Kary Mullis 1980. I denna teknik serveras det intresserade DNA-fragmentet som mall för kopiering. Enzymet som kallas Taq-polymeras används som DNA-polymerasenzym och det kommer att katalysera syntesen av nya delar av DNA-fragmentet. Primers som finns i PCR-blandningen fungerar som utgångspunkter för fragmentförlängningarna. I slutet av PCR-reaktionen kan många kopior av prov-DNA erhållas.
Alla ingredienser som är nödvändiga för att göra kopior av DNA ingår i PCR-blandningen. De är prov-DNA, DNA-polymeras (Taq-polymeras), primers (primers framåt och bakåt), nukleotider (DNA-byggstenar) och en buffert. PCR-reaktionen körs i en PCR-maskin och den ska matas med rätt PCR-blandning och rätt PCR-program. Om reaktionsblandningen och programmet är korrekt producerar den erforderliga mängden kopior av en viss sektion av DNA från en mycket liten mängd DNA.
Det finns tre huvudsteg involverade i en PCR-reaktion, nämligen denaturering, primerglödgning och strängförlängning. Dessa tre steg inträffar vid tre olika temperaturer. DNA finns som en dubbelsträngad helix. Två strängar är bundna av vätebindningar. Före amplifiering separeras dubbelsträngat DNA genom att ge en hög temperatur. Vid hög temperatur denaturerade dubbelsträngat DNA till enkla strängar. Därefter glödgas primrarna med de flankerande ändarna av det intresserade fragmentet eller DNA-genen. Primer är en kort bit enkelsträngat DNA som kompletterar ändarna på målsekvensen. Fram och bak primers glödgas med de komplementära baserna vid de flankerande ändarna av det denaturerade prov-DNA: t vid glödgningstemperaturen.
När primers glödgas med DNA initierar Taq-polymerasenzym syntesen av de nya strängarna genom att tillsätta nukleotider som är komplementära till mall-DNA. Taq-polymeras är ett värmestabilt enzym som isoleras från en termofil bakterie som heter Thermus aquaticus. PCR-buffert bibehåller de optimala förhållandena för Taq-polymerasåtgärden. Dessa tre steg av PCR-reaktion upprepas för att producera den erforderliga mängden av PCR-produkten. Vid varje PCR-reaktion fördubblas antalet DNA-kopior. Följaktligen kan en exponentiell förstärkning observeras i PCR. PCR-produkt kan observeras med gelelektrofores eftersom den producerar den synliga mängden DNA på en gel och den kan renas för ytterligare studier såsom sekvensering etc.
Figur 01: PCR
PCR är ett värdefullt verktyg inom medicinsk och biologisk forskning. Speciellt i kriminaltekniska studier har PCR ett oerhört värde eftersom det kan förstärka DNA för studier från de små brottsproverna och skapa kriminaltekniska DNA-profiler. PCR används i stor utsträckning inom många områden av molekylärbiologin inklusive genotypning, genkloning, mutationsdetektering, DNA-sekvensering, DNA-mikroarrays och faderskapstest etc.
Vad är DNA-replikering?
DNA-replikering hänvisas till processen som producerar två identiska kopior av DNA från en DNA-molekyl. Det är en viktig process av biologiskt arv. DNA-replikering sker i alla levande organismer. Moderns genom måste replikeras för att överlämna genomet till dottercellen. DNA-replikationsprocessen har tre huvudsteg som kallas initiering, förlängning och avslutning. Dessa steg katalyseras av olika enzymer. DNA-replikering börjar från den plats som kallas replikationsursprung i cellernas genom. I genomet finns DNA i dubbelsträngad form. Dessa två strängar separeras i början av DNA-replikationen, och det görs med ATP-beroende DNA-helikas. Avvecklingen av DNA är den viktigaste händelsen som inträffar i initieringssteget. Genom att använda separata DNA-strängar som mallar,DNA-polymeras syntetiserar de nya komplementära strängarna i mallsträngarna i 5 'till 3' riktning. Detta är steget som kallas förlängning. Avslutning inträffar när de två replikationsgafflarna möts med varandra i motsatt ände av föräldrakromosomen.
Figur 02: DNA-replikering
Förutom DNA-polymeras är flera enzymer såsom DNA-primas, DNA-helikas, DNA-ligas och Topoisomeras involverade i DNA-replikationen. Ett speciellt inslag i DNA-replikering in vivo är att den producerar Okazaki-fragment. En tråd bildas kontinuerligt medan den andra bildas i små bitar.
Vad är likheterna mellan PCR och DNA-replikering?
- I både PCR och DNA-replikering separeras dubbelsträngat DNA från varandra.
- I både PCR- och DNA-replikationsprocesser kopieras DNA.
- Både PCR- och DNA-replikationsprocesser är verkligen viktiga.
- I både PCR- och DNA-replikationsprocesser är DNA-polymerasenzym involverat.
Vad är skillnaden mellan PCR och DNA-replikering?
Skilja artikeln mitt före bordet
PCR vs DNA-replikering |
|
| PCR är en in vitro-metod för DNA-amplifiering där tusentals till miljoner kopior av DNA produceras. | DNA-replikering är en naturlig process som producerar två identiska kopior av DNA från en DNA-molekyl. |
| Steg | |
| PCR har tre steg; denaturering, grundglödgning och strängförlängning. | DNA-replikering har tre steg; initiering, förlängning och avslutning. |
| Inblandning av grundfärger | |
| PCR behöver konstgjorda grundfärger. | DNA-replikering behöver inte artificiella primers. Ett kort fragment av RNA är involverat i DNA-replikering. |
| Denaturering av dubbelsträngarna | |
| Dubbla trådar separeras genom att applicera en hög temperatur i PCR. | Dubbla strängar separeras från varandra med enzymet DNA-helikas i DNA-replikering. |
| Involverat enzym | |
| PCR använder Taq-polymeras. | DNA-replikering använder DNA-polymeras. |
| Temperatur | |
| PCR uppträder vid tre olika temperaturer inuti en maskin. | DNA-replikering sker vid kroppstemperatur i den levande organismens kropp. |
| In vivo eller In vitro | |
| PCR är en in vitro-metod. | DNA-replikering är en in vivo-metod. |
Sammanfattning - PCR vs DNA-replikering
DNA-replikering är en process för att producera två identiska kopior av DNA från en enda DNA-molekyl. Det förekommer i alla levande organismer eftersom det erbjuder en metod för att ge genetisk information från förälder till avkomma. Den består av tre enzymatiskt katalyserade steg, nämligen initiering, förlängning och avslutning. DNA-replikering kan göras artificiellt i laboratoriet. PCR är ett sätt att producera ett stort antal kopior av DNA från det intresserade DNA: t. PCR utförs rutinmässigt i molekylärbiologiska laboratorier eftersom det är en enkel metod att producera kopior av DNA. Detta är skillnaden mellan PCR och DNA-replikering.
