Разница между ПЦР и секвенированием ДНК

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

Ключевое различие - ПЦР против секвенирования ДНК

ПЦР и секвенирование ДНК - два важных метода в молекулярной биологии. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) - это процесс, при котором создается большое количество копий фрагмента ДНК. Секвенирование ДНК - это метод, позволяющий установить точный порядок нуклеотидов в данном фрагменте ДНК. Это ключевое различие между ПЦР и секвенированием ДНК. ПЦР - один из основных этапов секвенирования ДНК.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные различия

2. Что такое ПЦР

3. Что такое секвенирование ДНК

4. Параллельное сравнение - ПЦР и секвенирование ДНК

5. Резюме

Что такое ПЦР?

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) - это метод амплификации ДНК, используемый в молекулярной биологии. Он производит от тысяч до миллионов копий определенного фрагмента ДНК. Этот метод был разработан Кэри Муллис в 1983 году. В этом методе фрагмент ДНК, который должен быть амплифицирован, служит в качестве матрицы, а фермент ДНК-полимераза добавляет комплементарные нуклеотиды к праймеру, который доступен в смеси для ПЦР. В конце реакции ПЦР синтезируется множество копий образца ДНК.

В смесь для ПЦР входят различные компоненты, включая ДНК, ДНК-полимеразу (Taq-полимеразу), праймеры (прямой и обратный праймеры), нуклеотиды (строительные блоки ДНК) и буфер. ПЦР происходит внутри машины для ПЦР, и правильная смесь для ПЦР должна быть загружена в машину, и должна выполняться правильная программа. Этот метод позволяет производить от тысяч до миллионов копий определенного участка ДНК из очень небольшого количества ДНК.

Реакции ПЦР происходят циклически, чтобы получить видимое количество продуктов ПЦР на геле. В реакции ПЦР участвуют три основных этапа, а именно денатурация, отжиг праймера и удлинение цепи, как показано на рисунке 01. Эти три этапа происходят при трех разных температурах. ДНК существует в двухцепочечной форме за счет водородных связей между комплементарными основаниями. Перед импликацией двухцепочечные ДНК следует отделить друг от друга. Это делается путем подачи высокой температуры. При высокой температуре двухцепочечная ДНК денатурирует в одноцепочечные. Затем праймеры должны приблизиться к фланкирующим концам конкретного фрагмента или гена ДНК. Праймер - это короткий фрагмент одноцепочечной ДНК, комплементарный целевой последовательности. Прямой и обратный праймеры отжигаются с комплементарными основаниями на фланкирующих концах денатурированной ДНК образца при температуре отжига. Грунтовки должны быть термостойкими. После отжига праймеров с образцом ДНК фермент taq-полимераза инициирует синтез новых цепей, добавляя нуклеотиды, комплементарные ДНК-мишени. Полимераза Taq - это термостойкий 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. После каждой реакции ПЦР количество копий ДНК удваивается. Следовательно, при ПЦР можно наблюдать экспоненциальное усиление. Продукты ПЦР можно наблюдать с помощью гель-электрофореза и очищать для дальнейших исследований.

Рисунок 01: Основные этапы реакции ПЦР

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

Рисунок 02: Полимеразная цепная реакция

Что такое секвенирование ДНК?

Секвенирование ДНК - это определение точного порядка расположения нуклеотидов - аденина, гуанина, цитозина и тимина в данном фрагменте ДНК. Генетическая информация хранится в последовательностях ДНК с использованием правильного порядка нуклеотидов. Следовательно, определение точного порядка нуклеотидов во фрагменте ДНК очень важно знать о структуре и функции генов.

Протокол секвенирования ДНК включает в себя разные процессы. Первым шагом является выделение интересующей ДНК или геномной ДНК организма. Используя ПЦР (как описано выше), желаемый участок ДНК должен быть амплифицирован. Амплифицированный продукт ПЦР необходимо отделить с помощью гель-электрофореза и очистить. Амплифицированные фрагменты служат в качестве шаблонов для секвенирования. Секвенирование может быть выполнено либо по методике секвенирования по Сэнгеру, либо по методу высокопроизводительного секвенирования. Секвенирование по Сэнгеру требует капиллярного электрофореза полученных фрагментов ДНК. Определение правильного порядка нуклеотидов может быть выполнено путем ручного считывания авторадиографов или с использованием автоматических секвенаторов ДНК.

Секвенирование генов внесло вклад в проект «Геном человека» и способствовало картированию генома человека в 2003 году. В судебной медицине секвенирование ДНК позволило идентифицировать людей, которые демонстрируют уникальные последовательности ДНК и идентифицируют преступников. В медицине секвенирование ДНК может использоваться для обнаружения генов, ответственных за генетические и другие заболевания, поиска дефектных генов и замены их правильными генами. В сельском хозяйстве информация о секвенировании ДНК некоторых микроорганизмов используется для получения трансгенных культур с экономически желаемыми характеристиками.

Рисунок 03: Секвенирование ДНК

В чем разница между ПЦР и секвенированием ДНК?

Различать статью в середине перед таблицей

ПЦР против секвенирования ДНК
Процесс ПЦР создает от тысяч до миллионов копий интересующего фрагмента ДНК.	Секвенирование ДНК - это процесс определения точного порядка расположения нуклеотидов в данном фрагменте ДНК.
Результат
ПЦР создает от тысяч до миллионов копий определенного фрагмента ДНК.	Это приводит к правильному порядку оснований в конкретном фрагменте ДНК.
Вовлечение ddNTP
ПЦР не требует ddNTP. Он использует dNTP.	Секвенирование ДНК требует ddNTPs для прекращения образования цепи.

Резюме - ПЦР против секвенирования ДНК

ПЦР и секвенирование ДНК - очень важные инструменты во многих областях молекулярной биологии. Амплификация фрагментов ДНК выполняется методом ПЦР, а правильный порядок нуклеотидов фрагмента ДНК определяется секвенированием ДНК. В этом разница между ПЦР и секвенированием ДНК.