Разница между ПЦР и репликацией ДНК

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Ключевое различие - ПЦР против репликации ДНК

Репликация ДНК - это естественный процесс, происходящий в живых организмах. Он предполагает производство двух идентичных копий одной молекулы ДНК. Репликация ДНК - чрезвычайно важный процесс биологической наследственности. Генетическая информация передается от родителей к потомству в основном благодаря способности репликации ДНК. Следовательно, это важный процесс, который происходит почти во всех живых организмах. Этот процесс происходит in vivo. Однако репликация ДНК также может быть осуществлена с помощью методов in vitro. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) является одним из таких методов репликации ДНК in vitro. ПЦР - это метод амплификации ДНК, выполняемый в лабораториях. Он производит от тысяч до миллионов копий ДНК из интересующего фрагмента ДНК или гена. Есть различия между репликацией ДНК in vivo и ПЦР. Ключевое различие между этими двумя методами заключается в том, что ПЦР выполняется в аппарате для ПЦР при поддерживаемых температурах для получения большого количества копий ДНК, в то время как репликация ДНК происходит внутри тела при температуре тела, чтобы произвести две идентичные копии одной молекулы ДНК.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные различия

2. Что такое ПЦР

3. Что такое репликация ДНК

4. Сходства между ПЦР и репликацией ДНК

5. Сравнение бок о бок - ПЦР и репликация ДНК в табличной форме

6. Резюме

Что такое ПЦР?

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) - это метод амплификации ДНК in vitro, который обычно выполняется в лабораториях молекулярной биологии. Этот метод позволял производить от тысяч до миллионов копий особенно интересного фрагмента ДНК. ПЦР была введена Кэри Муллис в 1980 году. В этом методе интересующий фрагмент ДНК служит шаблоном для создания копий. Фермент, называемый полимеразой Taq, используется в качестве фермента ДНК-полимеразы, и он будет катализировать синтез новых цепей фрагмента ДНК. Праймеры, входящие в смесь для ПЦР, будут работать в качестве отправных точек для удлинения фрагментов. В конце реакции ПЦР можно получить множество копий образца ДНК.

Все ингредиенты, необходимые для создания копий ДНК, входят в смесь для ПЦР. Это образец ДНК, ДНК-полимераза (Taq-полимераза), праймеры (прямой и обратный праймеры), нуклеотиды (строительные блоки ДНК) и буфер. Реакция ПЦР запускается в машине для ПЦР, и в нее следует вводить правильную смесь для ПЦР и правильную программу ПЦР. Если реакционная смесь и программа верны, она произведет необходимое количество копий определенного участка ДНК из очень небольшого количества ДНК.

В реакции ПЦР участвуют три основных этапа, а именно денатурация, отжиг праймеров и удлинение цепи. Эти три этапа происходят при трех разных температурах. ДНК существует в виде двухцепочечной спирали. Две нити связаны водородными связями. Перед амплификацией двухцепочечную ДНК разделяют при высокой температуре. При высокой температуре двухцепочечная ДНК денатурируется в одноцепочечные. Затем праймеры отжигаются с фланкирующими концами интересующего фрагмента или гена ДНК. Праймер - это короткий фрагмент одноцепочечной ДНК, комплементарный концам целевой последовательности. Прямой и обратный праймеры отжигаются с комплементарными основаниями на фланкирующих концах денатурированной ДНК образца при температуре отжига.

Когда праймеры отжигаются с ДНК, фермент полимераза Taq инициирует синтез новых цепей, добавляя нуклеотиды, комплементарные матричной ДНК. Полимераза Taq - это термостабильный фермент, выделенный из термофильной бактерии Thermus aquaticus. Буфер для ПЦР поддерживает оптимальные условия для действия полимеразы Taq. Эти три стадии реакции ПЦР повторяются для получения необходимого количества продукта ПЦР. При каждой реакции ПЦР количество копий ДНК увеличивается вдвое. Следовательно, при ПЦР можно наблюдать экспоненциальное усиление. Продукт ПЦР можно наблюдать с помощью гель-электрофореза, поскольку он производит видимое количество ДНК на геле, и его можно очистить для дальнейших исследований, таких как секвенирование и т. Д.

Рисунок 01: ПЦР

ПЦР - ценный инструмент в медицинских и биологических исследованиях. ПЦР имеет огромное значение, особенно в судебно-медицинских исследованиях, поскольку она может усиливать ДНК для исследований на крошечных образцах преступников и создавать профили ДНК-криминалистов. ПЦР широко используется во многих областях молекулярной биологии, включая генотипирование, клонирование генов, обнаружение мутаций, секвенирование ДНК, ДНК-микрочипы, тестирование на отцовство и т. Д.

Что такое репликация ДНК?

Репликация ДНК относится к процессу, который производит две идентичные копии ДНК из одной молекулы ДНК. Это важный процесс биологической наследственности. Репликация ДНК происходит во всех живых организмах. Геном родительской клетки должен быть воспроизведен, чтобы передать геном дочерней клетке. Процесс репликации ДНК состоит из трех основных этапов, называемых инициацией, удлинением и прекращением. Эти шаги катализируются разными ферментами. Репликация ДНК начинается с места, называемого точкой начала репликации в геноме клеток. В геноме ДНК существует в двухцепочечной форме. Эти две цепи разделяются в начале репликации ДНК, и это осуществляется АТФ-зависимой ДНК-геликазой. Раскрутка ДНК - главное событие, которое происходит на этапе инициации. Используя разделенные нити ДНК в качестве шаблонов,ДНК-полимераза синтезирует новые комплементарные нити цепочек матрицы в направлении от 5 'до 3'. Это этап, называемый удлинением. Прекращение происходит, когда две вилки репликации встречаются друг с другом на противоположном конце родительской хромосомы.

Рисунок 02: Репликация ДНК

Помимо ДНК-полимеразы, в репликации ДНК участвуют несколько ферментов, таких как ДНК-примаза, ДНК-геликаза, ДНК-лигаза и топоизомераза. Особенностью репликации ДНК in vivo является то, что она дает фрагменты Окадзаки. Одна нить формируется непрерывно, а другая - небольшими кусочками.

В чем сходство между ПЦР и репликацией ДНК?

• Как при ПЦР, так и при репликации ДНК двухцепочечные ДНК отделяются друг от друга.
• Как в процессах ПЦР, так и в процессах репликации ДНК, ДНК копируется.
• И ПЦР, и процессы репликации ДНК действительно важны.
• В процессах как ПЦР, так и репликации ДНК участвует фермент ДНК-полимераза.

В чем разница между ПЦР и репликацией ДНК?

Различать статью в середине перед таблицей

ПЦР против репликации ДНК
ПЦР - это метод амплификации ДНК in vitro, при котором производятся от тысяч до миллионов копий ДНК.	Репликация ДНК - это естественный процесс, который производит две идентичные копии ДНК из одной молекулы ДНК.
Шаги
ПЦР состоит из трех этапов; денатурация, отжиг праймеров и удлинение нити.	Репликация ДНК состоит из трех этапов; начало, удлинение и прекращение.
Вовлечение праймеров
Для ПЦР нужны искусственные праймеры.	Для репликации ДНК не нужны искусственные праймеры. Короткий фрагмент РНК участвует в репликации ДНК.
Денатурация двойных нитей
Двойные нити разделяют, применяя высокую температуру в ПЦР.	Двойные цепи отделены друг от друга ферментом ДНК-геликазой при репликации ДНК.
Вовлеченный фермент
ПЦР использует полимеразу Taq.	Репликация ДНК использует ДНК-полимеразу.
Температура
ПЦР происходит при трех разных температурах внутри машины.	Репликация ДНК происходит при температуре тела внутри тела живого организма.
In vivo или In vitro
ПЦР - это метод in vitro.	Репликация ДНК - это метод in vivo.

Резюме - ПЦР против репликации ДНК

Репликация ДНК - это процесс производства двух идентичных копий ДНК из одной молекулы ДНК. Он встречается во всех живых организмах, поскольку предлагает метод передачи генетической информации от родителей к потомству. Он состоит из трех стадий, катализируемых ферментами, а именно инициации, удлинения и прекращения. Репликация ДНК может быть произведена искусственно в лаборатории. ПЦР - это один из способов получения большого количества копий ДНК из интересующей ДНК. ПЦР обычно проводится в молекулярно-биологических лабораториях, поскольку это простой метод получения копий ДНК. В этом разница между ПЦР и репликацией ДНК.