Різниця між ПЛР та реплікацією ДНК

Ключова різниця - ПЛР проти ДНК Реплікація
 

Реплікація ДНК - це природний процес, який відбувається в живих організмах. Він передбачає отримання двох однакових копій однієї молекули ДНК. Реплікація ДНК є надзвичайно важливим процесом біологічного успадкування. Генетична інформація передається від батьків до потомства в основному завдяки здатності реплікації ДНК. Отже, це важливий процес, який відбувається майже у всіх живих організмах. Цей процес відбувається у природніх умовах. Однак реплікацію ДНК можна здійснити за допомогою в пробірці методи. Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) - одна з таких в пробірці метод реплікації ДНК. ПЛР - метод ампліфікації ДНК, що виконується в лабораторіях. Він виробляє тисячі-мільйони копій ДНК із зацікавленого фрагмента ДНК або гена. Між ними існують відмінності у природніх умовах Реплікація ДНК та ПЛР. The ключова різниця між цими двома є те ПЛР проводиться в машині ПЛР при підтримуваних температурах для отримання великої кількості копій ДНК, тоді як реплікація ДНК відбувається всередині організму при температурі тіла, щоб отримати дві однакові копії однієї молекули ДНК.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке ПЛР
3. Що таке реплікація ДНК
4. Подібність між ПЛР та реплікацією ДНК
5. Поплечне порівняння - ПЛР та реплікація ДНК у табличній формі
6. Підсумок

Що таке ПЛР?

Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) - це в пробірці Техніка ампліфікації ДНК, яка регулярно виконується в молекулярних біологічних лабораторіях. Цей метод дозволив отримати тисячі до мільйонів копій особливо зацікавленого фрагмента ДНК. ПЛР була введена Карі Муллісом у 1980 році. У цій техніці зацікавлений фрагмент ДНК подається як шаблон для виготовлення копій. Фермент під назвою полімераза Taq використовується як фермент ДНК-полімерази, і він буде каталізувати синтез нових ланцюгів фрагмента ДНК. Праймери, що знаходяться в суміші ПЛР, працюватимуть як вихідні точки для розширення фрагмента. Після закінчення реакції ПЛР можна отримати багато копій зразка ДНК.

Всі інгредієнти, необхідні для виготовлення копій ДНК, включаються до суміші ПЛР. Це проба ДНК, ДНК-полімераза (Taq полімераза), праймери (прямі та зворотні праймери), нуклеотиди (будівельні блоки ДНК) та буфер. Реакція ПЛР запускається в машині ПЛР, і її слід подавати правильною сумішшю ПЛР та правильною програмою ПЛР. Якщо реакційна суміш та програма є правильними, вона створить необхідну кількість копій певного ділянки ДНК з дуже невеликої кількості ДНК.

Є три основні етапи, що беруть участь у реакції ПЛР, а саме: денатурація, відпал праймера та розширення нитки. Ці три етапи відбуваються при трьох різних температурах. ДНК існує у вигляді дволанцюгової спіралі. Дві нитки з'єднані водневими зв’язками. Перед ампліфікацією дволанцюгову ДНК відокремлюють, даючи високу температуру. При високій температурі дволанцюжкова ДНК денатурована в окремі ланцюги. Потім праймери відпалюють з бічних кінців зацікавленого фрагмента або гена ДНК. Праймер - це короткий шматок одноланцюгової ДНК, який доповнює кінці цільової послідовності. Передній і зворотний праймери відпалюють з комплементарними основами на бокових кінцях денатурованої ДНК проби при температурі відпалу.

Коли праймери відпалюють ДНК, фермент Taq полімерази ініціює синтез нових ланцюгів шляхом додавання нуклеотидів, які є комплементарними ДНК-шаблону. Полімераза Taq - це стійкий до жару фермент, виділений із термофільної бактерії, що називається Thermus aquaticus. Буфер ПЛР підтримує оптимальні умови для дії полімерази Taq. Ці три стадії реакції ПЛР повторюються для отримання необхідної кількості продукту ПЛР. При кожній реакції ПЛР кількість копій ДНК подвоюється. Отже, в ПЛР можна спостерігати експоненціальну ампліфікацію. Продукт ПЛР можна спостерігати за допомогою гелевого електрофорезу, оскільки він виробляє видиму кількість ДНК в гелі, і його можна очистити для подальших досліджень, таких як секвенування тощо.

Фігура 01: ПЛР

ПЛР є цінним інструментом медичних та біологічних досліджень. Особливо у криміналістичних дослідженнях ПЛР має величезне значення, оскільки може ампліфікувати ДНК для досліджень із крихітних зразків злочинців та робити криміналістичні профілі ДНК. ПЛР широко застосовується в багатьох областях молекулярної біології, включаючи генотипування, клонування генів, виявлення мутацій, секвенування ДНК, мікророзриви ДНК та тестування батьківства тощо.

Що таке реплікація ДНК?

Реплікація ДНК називається процесом, який виробляє дві однакові копії ДНК з однієї молекули ДНК. Це важливий процес біологічного успадкування. Реплікація ДНК відбувається у всіх живих організмів. Геном материнської клітини повинен бути тиралізований для передачі геному в дочірню клітину. Процес реплікації ДНК має три основні етапи, які називаються ініціацією, подовженням та припиненням. Ці етапи каталізуються різними ферментами. Реплікація ДНК починається з місця, яке називається походженням реплікації в геномі клітин. У геномі ДНК існує у дволанцюжковій формі. Ці дві нитки відокремлені на початку реплікації ДНК, і це робиться залежною від АТФ гелікази ДНК. Розмотування ДНК - головна подія, що відбувається на етапі ініціації. Використовуючи відокремлені ланцюги ДНК в якості шаблонів, ДНК-полімераза синтезує нові комплементарні нитки шаблону в напрямку 5 'до 3'. Це крок, який називається подовженням. Припинення відбувається, коли дві реплікаційні вилки зустрічаються один з одним на протилежному кінці батьківської хромосоми.

Малюнок 02: Реплікація ДНК

Окрім ДНК-полімерази, у реплікації ДНК беруть участь кілька ферментів, таких як ДНК примаза, ДНК-геліказа, ДНК-лігаза та Топоізомераза. Особливістю реплікації ДНК in vivo є те, що вона утворює фрагменти Оказакі. Одне пасмо безперервно формується, а інше утворюється невеликими шматочками.

Які подібності між ПЛР та реплікацією ДНК?

• Як у ПЛР, так і в реплікації ДНК дволанцюжкова ДНК відокремлена одна від одної.
• І в процесах ПЛР, і в реплікації ДНК копіюється ДНК.
• І процеси ПЛР, і реплікації ДНК справді важливі.
• І в процесах ПЛР, і в реплікації ДНК бере участь фермент ДНК-полімерази.

Яка різниця між ПЛР та реплікацією ДНК?

ПЛР проти реплікації ДНК
ПЛР - це в пробірці метод ампліфікації ДНК, при якому виробляються тисячі до мільйонів копій ДНК.	Реплікація ДНК - це природний процес, який виробляє дві однакові копії ДНК з однієї молекули ДНК.
Кроки
ПЛР має три етапи; денатурація, відпал грунтовки та розширення пасма.	Реплікація ДНК має три етапи; ініціація, подовження та припинення.
Залучення праймерів
ПЛР потребує штучних праймерів.	Реплікація ДНК не потребує штучних праймерів. Короткий фрагмент РНК бере участь у реплікації ДНК.
Денатурація подвійних ниток
Подвійні нитки відокремлюють, застосовуючи високу температуру в ПЛР.	Подвійні ланцюги відокремлені один від одного ферментом ДНК-гелікази при реплікації ДНК.
Задіяний фермент
ПЛР використовує полімеразу Taq.	Для реплікації ДНК використовується ДНК-полімераза.
Температура
ПЛР відбувається при трьох різних температурах всередині машини.	Реплікація ДНК відбувається при температурі тіла всередині організму живого організму.
У природніх умовах або В пробірці
ПЛР - це в пробірці метод.	Реплікація ДНК - це у природніх умовах метод.

Підсумок - ПЛР проти ДНК Реплікація

Реплікація ДНК - це процес отримання двох однакових копій ДНК з однієї молекули ДНК. Він зустрічається у всіх живих організмів, оскільки пропонує метод передачі генетичної інформації від батьків до потомства. Він складається з трьох ферментативно каталізованих стадій, а саме: ініціація, подовження та припинення. Реплікацію ДНК можна зробити штучно в лабораторії. ПЛР - це один із способів отримання великої кількості копій ДНК із зацікавленої ДНК. ПЛР регулярно проводиться в молекулярно-біологічних лабораторіях, оскільки це простий метод отримання копій ДНК. Це різниця між ПЛР та реплікацією ДНК.

Довідка:

1. "Реплікація ДНК". Wikipedia, Фонд Вікімедіа, 11 березня 2018. Доступний тут
2. "Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР)." Національний центр інформації про біотехнології, Національна бібліотека медицини США. Доступний тут  
3. "Молекулярний механізм реплікації ДНК". Академія хана. Доступний тут  

Надано зображення:

1. 'Ланцюгова реакція полімерази' від Enzoklop - власна робота, (CC BY-SA 3.0) через Wikimedia Commons  
2. 'Розщеплення реплікації ДНК' Я, Madprime, (CC BY-SA 3.0) через Wikimedia Commons