Sleutelverskil – PCR vs DNA-replikasie
DNA-replikasie is 'n natuurlike proses wat in lewende organismes plaasvind. Dit behels die vervaardiging van twee identiese kopieë van een DNS-molekule. DNA-replikasie is 'n uiters belangrike proses van biologiese oorerwing. Genetiese inligting word hoofsaaklik van ouer na nageslag oorgedra as gevolg van die vermoë van DNA-replikasie. Dit is dus 'n noodsaaklike proses wat in byna alle lewende organismes voorkom. Hierdie proses vind in vivo plaas. DNA-replikasie kan egter ook via in vitro-metodes gedoen word. Polimerase kettingreaksie (PCR) is een so 'n in vitro metode van DNA replikasie. PCR is 'n DNA-amplifikasiemetode wat in laboratoriums uitgevoer word. Dit produseer duisende tot miljoene kopieë van DNS vanaf 'n belangstellende DNS-fragment of 'n geen. Daar is verskille tussen in vivo DNA replikasie en PCR. Die sleutelverskil tussen hierdie twee is dat PCR uitgevoer word in 'n PCR-masjien by volgehoue temperature om 'n groot aantal kopieë van DNS te produseer, terwyl DNS-replikasie binne die liggaam by liggaamstemperatuur plaasvind om twee identiese kopieë van 'n enkele DNS-molekule te produseer.
Wat is PCR?
Polymerase kettingreaksie (PCR) is 'n in vitro DNA-amplifikasietegniek wat gereeld in Molekulêre Biologiese laboratoriums uitgevoer word. Hierdie metode het die vervaardiging van duisende tot miljoene kopieë van 'n besonder geïnteresseerde DNS-fragment moontlik gemaak. PCR is in 1980 deur Kary Mullis bekendgestel. In hierdie tegniek word die belangstellende fragment van DNS gedien as die sjabloon vir die maak van kopieë. Die ensiem genaamd Taq-polimerase word as die DNA-polimerase-ensiem gebruik, en dit sal die sintese van nuwe stringe van die DNA-fragment kataliseer. Primers wat in die PCR-mengsel is, sal as die beginpunte vir die fragment-uitbreidings werk. Aan die einde van die PCR-reaksie kan baie kopieë van die monster-DNS verkry word.
Al die bestanddele wat nodig is om kopieë van DNA te maak, is ingesluit in die PCR-mengsel. Dit is monster-DNS, DNA-polimerase (Taq-polimerase), primers (voorwaartse en omgekeerde primers), nukleotiede (boublokke van DNA) en 'n buffer. PCR-reaksie word in 'n PCR-masjien uitgevoer, en dit moet met die korrekte PCR-mengsel en die korrekte PCR-program gevoer word. As die reaksiemengsel en die program korrek is, sal dit die vereiste hoeveelheid kopieë van 'n spesifieke gedeelte van DNS uit 'n baie klein hoeveelheid DNS produseer.
Daar is drie hoofstappe betrokke by 'n PCR-reaksie, naamlik denaturering, primer-gloeiing en strengverlenging. Hierdie drie stappe vind plaas by drie verskillende temperature. DNA bestaan as 'n dubbelstrengs heliks. Twee stringe word deur waterstofbindings gebind. Voor amplifikasie word dubbelstring-DNS geskei deur 'n hoë temperatuur te gee. By hoë temperatuur het dubbelstring DNA in enkelstringe gedenatureer. Dan gloei die primers met die flankerende punte van die belangstellende fragment of die geen van die DNA. Primer is 'n kort stuk enkelstrengs DNA wat komplementêr is tot die punte van die teikenvolgorde. Voorwaartse en omgekeerde primers gloei met die komplementêre basisse by die flankerende punte van die gedenatureerde monster-DNS by die uitgloeitemperatuur.
Wanneer primers met DNA uitgegloei word, begin Taq-polimerase-ensiem die sintese van die nuwe stringe deur nukleotiede by te voeg wat aanvullend tot die sjabloon-DNS is. Taq-polimerase is 'n hittebestendige ensiem wat van 'n termofiele bakterie genaamd Thermus aquaticus geïsoleer word. PCR buffer handhaaf die optimale toestande vir die Taq polimerase aksie. Hierdie drie stadiums van PCR-reaksie word herhaal om die benodigde hoeveelheid van die PCR-produk te produseer. By elke PCR-reaksie verdubbel die getal van die DNA-kopie. Gevolglik kan 'n eksponensiële amplifikasie in PCR waargeneem word. PCR-produk kan met behulp van gelelektroforese waargeneem word aangesien dit die sigbare hoeveelheid DNA op 'n jel produseer en dit kan gesuiwer word vir verdere studies soos volgordebepaling, ens.
Figuur 01: PCR
PCR is 'n waardevolle hulpmiddel in mediese en biologiese navorsing. Veral in forensiese studies het PCR 'n geweldige waarde aangesien dit DNS kan versterk vir studies uit die klein monsters van die misdadigers en forensiese DNS-profiele kan maak. PCR word wyd gebruik in baie gebiede van die molekulêre biologie, insluitend genotipering, geenkloning, mutasie-opsporing, DNA-volgordebepaling, DNA-mikroskikkings en vaderskaptoetsing, ens.
Wat is DNA-replikasie?
DNA-replikasie word verwys na die proses wat twee identiese kopieë van DNA van een DNA-molekule produseer. Dit is 'n belangrike proses van biologiese oorerwing. DNA-replikasie vind in alle lewende organismes plaas. Die genoom van die ouersel moet gerepliseer word om die genoom in die dogtersel oor te dra. DNA-replikasieproses het drie hoofstappe genoem inisiasie, verlenging en beëindiging. Hierdie stappe word deur verskillende ensieme gekataliseer. DNA-replikasie begin vanaf die plek wat oorsprong van replikasie in die selle se genoom genoem word. In die genoom bestaan DNS in dubbelstrengs vorm. Hierdie twee stringe word geskei aan die begin van die DNA-replikasie, en dit word gedoen deur ATP-afhanklike DNA-helikase. Die afwikkeling van DNA is die hoofgebeurtenis wat in die inisiasiestap plaasvind. Deur geskeide DNS-stringe as sjablone te gebruik, sintetiseer DNS-polimerase die nuwe komplementêre stringe van die sjabloonstringe in 5' tot 3' rigting. Dit is die stap wat verlenging genoem word. Beëindiging vind plaas wanneer die twee replikasievurke mekaar aan die teenoorgestelde kant van die ouerchromosoom ontmoet.
Figuur 02: DNA-replikasie
Anders as DNA-polimerase, is verskeie ensieme soos DNA-primase, DNA-helikase, DNA-ligase en Topoisomerase betrokke by die DNA-replikasie. 'n Spesiale kenmerk van die in vivo DNA-replikasie is dat dit Okazaki-fragmente produseer. Een string word voortdurend gevorm terwyl die ander in klein stukkies vorm.
Wat is die ooreenkomste tussen PCR en DNA-replikasie?
- In beide PCR- en DNA-replikasie word dubbelstring-DNS van mekaar geskei.
- In beide PCR- en DNA-replikasieprosesse word DNA gekopieer.
- Beide PCR- en DNA-replikasieprosesse is baie belangrik.
- By beide PCR- en DNA-replikasieprosesse is DNA-polimerase-ensiem betrokke.
Wat is die verskil tussen PCR en DNA-replikasie?
PCR vs DNA-replikasie |
|
| PCR is 'n in vitro-metode van DNA-amplifikasie waarin duisende tot miljoene kopieë van DNA geproduseer word. | DNA-replikasie is 'n natuurlike proses wat twee identiese kopieë van DNA van een DNA-molekule produseer. |
| Stappe | |
| PCR het drie stappe; denaturering, primer-gloeiing en strengverlenging. | DNA-replikasie het drie stappe; inisiasie, verlenging en beëindiging. |
| Betrokkenheid van Primers | |
| PCR benodig kunsmatige primers. | DNA-replikasie het nie kunsmatige primers nodig nie. 'n Kort fragment van RNA is betrokke by DNA-replikasie. |
| Denaturering van die dubbele stringe | |
| Dubbelstringe word geskei deur 'n hoë temperatuur in PCR toe te pas. | Dubbelstringe word van mekaar geskei deur die ensiem DNA-helikase in DNA-replikasie. |
| Ensiem betrokke | |
| PCR gebruik Taq-polimerase. | DNA-replikasie gebruik DNA-polimerase. |
| Temperature | |
| PCR vind plaas by drie verskillende temperature binne 'n masjien. | DNA-replikasie vind plaas by liggaamstemperatuur binne die liggaam van die lewende organisme. |
| In vivo of In vitro | |
| PCR is 'n in vitro-metode. | DNA-replikasie is 'n in vivo-metode. |
Opsomming – PCR vs DNA Replikasie
DNA-replikasie is 'n proses om twee identiese kopieë van DNA van 'n enkele DNA-molekule te produseer. Dit kom in alle lewende organismes voor, aangesien dit 'n metode bied om die genetiese inligting van ouer tot nageslag te gee. Dit bestaan uit drie ensimaties-gekataliseerde stappe, naamlik inisiasie, verlenging en beëindiging. DNA-replikasie kan kunsmatig in die laboratorium gedoen word. PCR is een manier om 'n groot aantal kopieë van DNS vanaf die belangstellende DNS te produseer. PCR word gereeld in molekulêre biologiese laboratoriums uitgevoer aangesien dit 'n maklike metode is om kopieë van DNA te vervaardig. Dit is die verskil tussen PCR en DNA-replikasie.
