Ključna razlika - PCR vs replikacija DNA
Replikacija DNA prirodni je proces koji se događa u živim organizmima. Uključuje proizvodnju dvije identične kopije jedne molekule DNA. Replikacija DNK izuzetno je važan proces biološkog nasljeđivanja. Genetske informacije prenose se s roditelja na potomstvo uglavnom zbog sposobnosti replikacije DNA. Stoga je to bitan proces koji se događa u gotovo svim živim organizmima. Taj se proces događa in vivo. Međutim, replikacija DNA može se obaviti i in vitro metodama. Lančana reakcija polimeraze (PCR) jedna je od takvih in vitro metoda replikacije DNA. PCR je metoda umnožavanja DNA koja se izvodi u laboratorijima. Stvara tisuće do milijuna kopija DNA iz zainteresiranog fragmenta DNA ili gena. Postoje razlike između in vivo replikacije DNA i PCR-a. Ključna razlika između ove dvije je da se PCR izvodi u PCR aparatu na održavanim temperaturama kako bi se stvorio velik broj kopija DNA, dok se replikacija DNA događa u tijelu na tjelesnoj temperaturi da bi se stvorile dvije identične kopije jedne molekule DNA.
SADRŽAJ
1. Pregled i ključna razlika
2. Što je PCR
3. Što je replikacija DNA
4. Sličnosti između PCR-a i replikacije DNA
5. Usporedba - PCR i replikacija DNA u tabličnom obliku
6. Sažetak
Što je PCR?
Lančana reakcija polimeraze (PCR) in vitro je tehnika pojačavanja DNA koja se rutinski izvodi u laboratorijima molekularne biologije. Ova metoda omogućila je proizvodnju tisuća do milijuna kopija posebno zainteresiranog fragmenta DNA. PCR je uveo Kary Mullis 1980. U ovoj tehnici, zainteresirani fragment DNA služi kao predložak za izradu kopija. Enzim nazvan Taq polimeraza koristi se kao enzim DNA polimeraze i on će katalizirati sintezu novih lanaca fragmenta DNA. Primeri koji se nalaze u PCR smjesi radit će kao početne točke za produženje fragmenata. Na kraju PCR reakcije mogu se dobiti mnoge kopije DNA uzorka.
Svi sastojci potrebni za izradu kopija DNA uključeni su u PCR smjesu. To su uzorci DNA, DNA polimeraze (Taq polimeraze), početnice (prema naprijed i unatrag), nukleotidi (građevni blokovi DNA) i pufer. PCR reakcija se izvodi u PCR aparatu i treba je hraniti ispravnom PCR smjesom i ispravnim PCR programom. Ako su reakcijska smjesa i program točni, stvorit će potrebnu količinu kopija određenog dijela DNA iz vrlo male količine DNA.
Tri su glavna koraka koja su uključena u PCR reakciju, a to su denaturacija, kaljenje početnice i produženje niti. Ova tri koraka događaju se na tri različite temperature. DNA postoji kao dvolančana spirala. Dvije niti povezane su vodikovim vezama. Prije pojačanja, dvolančana DNA se odvaja davanjem visoke temperature. Na visokoj temperaturi, dvolančana DNA denaturirana je u jednostruke lance. Zatim se početnice sažare s bočnim krajevima zainteresiranog fragmenta ili gena DNA. Primer je kratki komad jednolančane DNA koji je komplementaran krajevima ciljne sekvence. Naprijed i natrag početni premazi se žare s komplementarnim bazama na bočnim krajevima denaturirane DNA uzorka na temperaturi žarenja.
Kada se početnici zagriju s DNA, enzim Taq polimeraza započinje sintezu novih lanaca dodavanjem nukleotida koji su komplementarni s matricnom DNA. Taq polimeraza je toplinski stabilan enzim koji je izoliran iz termofilne bakterije nazvane Thermus aquaticus. PCR pufer održava optimalne uvjete za djelovanje Taq polimeraze. Ove tri faze PCR reakcije se ponavljaju da bi se dobila potrebna količina PCR proizvoda. Pri svakoj PCR reakciji broj DNA kopije udvostručuje se. Stoga se u PCR može primijetiti eksponencijalno pojačavanje. PCR proizvod može se promatrati pomoću gel elektroforeze jer on stvara vidljivu količinu DNA na gelu i može se pročistiti za daljnja ispitivanja poput sekvenciranja itd.
Slika 01: PCR
PCR je vrijedan alat u medicinskim i biološkim istraživanjima. Naročito u forenzičkim studijama, PCR ima neizmjernu vrijednost jer može pojačati DNA za studije na malim uzorcima kriminalaca i napraviti forenzičke DNK profile. PCR se široko koristi u mnogim područjima molekularne biologije, uključujući genotipizaciju, kloniranje gena, otkrivanje mutacija, sekvenciranje DNA, mikroniže DNA i ispitivanje očinstva itd.
Što je replikacija DNA?
Replikacija DNA odnosi se na postupak koji stvara dvije identične kopije DNA iz jedne molekule DNA. To je važan proces biološkog nasljeđivanja. Replikacija DNK događa se u svim živim organizmima. Genom roditeljske stanice treba replicirati kako bi se genom predao u kćerku. Proces replikacije DNA ima tri glavna koraka koja se nazivaju inicijacija, produljenje i završetak. Te korake kataliziraju različiti enzimi. Replikacija DNA započinje s mjesta koje se naziva ishodište replikacije u genomu stanica. U genomu DNA postoji u dvolančanom obliku. Te su dvije niti razdvojene na početku replikacije DNA, a to se vrši pomoću ATP ovisne DNA helikaze. Odmotavanje DNA glavni je događaj koji se događa u koraku inicijacije. Korištenjem odvojenih DNA lanaca kao predložaka,DNA polimeraza sintetizira nove komplementarne niti lanaca matrice u smjeru 5 'do 3'. To je korak koji se naziva produljenje. Prekid se događa kada se dvije replikacijske vilice međusobno sretnu na suprotnom kraju roditeljskog kromosoma.
Slika 02: Replikacija DNA
Osim DNA polimeraze, nekoliko je enzima poput DNA primaze, DNA helikaze, DNA ligaze i Topoisomerase uključeno u replikaciju DNA. Posebna značajka in vivo replikacije DNA je da ona stvara Okazaki fragmente. Jedan se pramen kontinuirano stvara, dok se drugi oblikuje u malim komadima.
Koje su sličnosti između PCR-a i replikacije DNA?
- I u PCR i u replikaciji DNA, dvolančana DNA odvojena je jedna od druge.
- I u PCR i u replikacijskim procesima DNA DNA se kopira.
- I PCR i replikacija DNA su zaista važni.
- I u PCR i u replikacijskim procesima DNA uključen je enzim DNA polimeraza.
Koja je razlika između PCR i replikacije DNA?
Diff Article Sredina prije tablice
PCR vs replikacija DNA |
|
| PCR je in vitro metoda umnožavanja DNA u kojoj se stvara tisuće do milijuna kopija DNA. | Replikacija DNA prirodni je proces koji stvara dvije identične kopije DNA iz jedne molekule DNA. |
| Koraci | |
| PCR ima tri koraka; denaturacija, kaljenje temeljnog premaza i produženje niti. | Replikacija DNA ima tri koraka; inicijacija, produljenje i završetak. |
| Uključivanje početnika | |
| PCR trebaju umjetni početnici. | Za replikaciju DNA nisu potrebni umjetni početnici. Kratki fragment RNA uključen je u replikaciju DNA. |
| Denaturacija dvostrukih niti | |
| Dvostruke niti razdvajaju se primjenom visoke temperature u PCR-u. | Dvostruke niti međusobno su odvojene enzimom DNA helikaza u replikaciji DNA. |
| Uključeni enzim | |
| PCR koristi Taq polimerazu. | Replikacija DNA koristi DNA polimerazu. |
| Temperatura | |
| PCR se javlja na tri različite temperature unutar stroja. | Replikacija DNA događa se na tjelesnoj temperaturi u tijelu živog organizma. |
| In vivo ili in vitro | |
| PCR je in vitro metoda. | Replikacija DNA je in vivo metoda. |
Sažetak - PCR vs replikacija DNA
Replikacija DNA je postupak stvaranja dvije identične kopije DNA iz jedne molekule DNA. Javlja se u svim živim organizmima jer nudi metodu davanja genetskih informacija od roditelja potomstvu. Sastoji se od tri enzimski katalizirana koraka, naime iniciranja, produljenja i završetka. Replikacija DNA može se umjetno obaviti u laboratoriju. PCR je jedan od načina stvaranja velikog broja kopija DNA iz zainteresirane DNA. PCR se rutinski izvodi u molekularno biološkim laboratorijima, jer je to jednostavna metoda za stvaranje kopija DNK. To je razlika između PCR i replikacije DNA.
