Unterschied zwischen PCR und DNA -Sequenzierung

Schlüsselunterschied - PCR gegen DNA -Sequenzierung
 

PCR- und DNA -Sequenzierung sind zwei wichtige Techniken in der molekularen Biologie. Die Polymerasekettenreaktion (PCR) ist der Prozess, der eine große Anzahl von Kopien eines DNA -Fragments erzeugt. Die DNA -Sequenzierung ist die Technik, die in der genauen Reihenfolge der Nukleotide eines gegebenen DNA -Fragments führt. Dies ist der Schlüsselunterschied zwischen PCR und DNA -Sequenzierung. PCR ist einer der Hauptschritt bei der DNA -Sequenzierung.

INHALT
1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist PCR
3. Was ist DNA -Sequenzierung
4. Seite an Seitenvergleich - PCR vs DNA -Sequenzierung
5. Zusammenfassung

Was ist PCR?

Die Polymerasekettenreaktion (PCR) ist eine DNA -Amplifikationstechnik, die in der Molekülbiologie verwendet wird. Es produziert Tausende bis Millionen Kopien eines bestimmten DNA -Fragments. Diese Methode wurde 1983 von Kary Mullis entwickelt. In dieser Technik dient das zu verstärkte DNA. Am Ende der PCR -Reaktion werden viele Kopien der Proben -DNA synthetisiert.

Es gibt verschiedene Komponenten des PCR -Gemisches, einschließlich DNA, DNA -Polymerase (Taq -Polymerase), Primer (Vorwärts- und Rückwärtsprimer), Nukleotiden (Bausteine ​​von DNA) und einem Puffer. PCR findet in einer PCR -Maschine statt, und die richtige PCR -Mischung sollte in die Maschine geladen werden, und das richtige Programm sollte angetrieben werden. Diese Technik ermöglicht die Produktion von Tausenden bis Millionen von Kopien eines bestimmten DNA -Abschnitts aus einer sehr geringen Menge DNA.

PCR -Reaktionen treten zyklisch auf. An einer PCR -Reaktion sind drei Hauptschritte beteiligt. Diese drei Schritte treten bei drei verschiedenen Temperaturen auf. DNA existiert in doppelt gestrandeter Form durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Komplementärbasen. Vor der Implikation sollte die doppelsträngige DNA voneinander getrennt werden. Dies geschieht durch eine hohe Temperatur. Bei hoher Temperatur doppelstrandierter DNA -Denatur in einzelne Stränge. Dann sollten die Primer den flankierenden Enden des spezifischen Fragments oder des Gens der DNA näher kommen. Primer ist ein kurzes Stück einzelner StrangdNA, das der Zielsequenz ergänzt. Vorwärts- und Reverse Primer mit den komplementären Basen an den flankierenden Enden der DNA der Denaturierten Probe bei der Tempelstemperatur. Primer sollten hitzebeständig sein. Sobald die Primer mit Proben -DNA tritten, initiiert das Taq -Polymerase -Enzym die Synthese der neuen Stränge durch Zugabe von Nucleotiden, die zum Ziel -DNA komplementär sind. Die Taq -Polymerase ist ein aus einem thermophilen Bakterium genannten thermophilen Bakterium isoliert Thermous aquaticus. PCR -Puffer behält die optimalen Bedingungen für die Taq -Polymerase -Wirkung bei. Diese drei Stufen von PCR -Reaktionen werden wiederholt, um die erforderliche Menge an PCR -Produkt zu erzeugen. Nach jeder PCR -Reaktion wird die Anzahl der DNA -Kopie verdoppelt. Daher kann in der PCR eine exponentielle Amplifikation beobachtet werden. PCR -Produkte können mit Gelelektrophorese beobachtet werden und für weitere Studien gereinigt werden.

Abbildung 01: Hauptschritte einer PCR -Reaktion

PCR ist ein wertvolles Instrument in der medizinischen und biologischen Forschung. PCR hat einen besonderen Wert in der Forensik. PCR wird in vielen Bereichen der Molekularbiologie häufig verwendet, einschließlich Genotypisierung, Genklonierung, Mutationsdetektion, DNA -Sequenzierung, DNA -Microarrays und Vaterschaftstests usw.

Abbildung 02: Polymerasekettenreaktion

Was ist DNA -Sequenzierung?

Die DNA -Sequenzierung ist die Bestimmung einer präzisen Reihenfolge der Nukleotide - Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin in einem gegebenen DNA -Fragment. Genetische Informationen werden in den DNA -Sequenzen unter Verwendung der richtigen Reihenfolge der Nukleotide gespeichert. Daher ist es sehr wichtig, die genaue Reihenfolge der Nukleotide in einem DNA -Fragment zu finden, um über die Struktur und Funktion der Gene zu wissen.

Das DNA -Sequenzierungsprotokoll beinhaltet unterschiedliche Prozesse. Der erste Schritt ist die Isolierung interessierter DNA oder genomischer DNA eines Organismus. Unter Verwendung von PCR (wie oben beschrieben) sollte der gewünschte Bereich der DNA amplifiziert werden. Amplifiziertes PCR -Produkt sollte durch die Gelelektrophorese getrennt und gereinigt werden.  Amplifizierte Fragmente werden als Vorlagen für die Sequenzierung bedient. Die Sequenzierung kann entweder nach der Sanger -Sequenzierung oder der Sequenzierungsmethode mit hoher Durchsatz erfolgen. Die Sanger -Sequenzierung erfordert eine Kapillarelektrophorese von resultierenden DNA -Fragmenten. Die Bestimmung der korrekten Nukleotidreihenfolge kann durch manuelles Lesen von Autoradiographien oder die Verwendung automatisierter DNA -Sequenzer erfolgen.

Die Gensequenzierung trug zum menschlichen Genomprojekt bei und erleichterte die Kartierung des menschlichen Genoms im Jahr 2003. In der Forensik ermöglichte die DNA -Sequenzierung die Identifizierung von Personen, die eindeutige DNA -Sequenzen zeigen und die Kriminellen identifizieren. In der Medizin kann die DNA -Sequenzierung verwendet werden, um die für genetischen und andere Krankheiten verantwortlichen Gene nachzuweisen, Defektgene zu finden und sie durch korrekte Gene zu ersetzen. In der Landwirtschaft werden DNA -Sequenzierungsinformationen einiger Mikroorganismen verwendet, um transgene Pflanzen mit wirtschaftlich gewünschten Eigenschaften zu erzeugen.

Abbildung 03: DNA -Sequenzierung

Was ist der Unterschied zwischen PCR und DNA -Sequenzierung?

Zusammenfassung -PCR gegen DNA -Sequenzierung

PCR- und DNA -Sequenzierung sind sehr wichtige Werkzeuge in vielen Bereichen der molekularen Biologie. Die Amplifikation der DNA -Fragmente erfolgt durch die PCR -Technik, während die korrekte Reihenfolge der Nukleotide eines DNA -Fragments durch die DNA -Sequenzierung bestimmt wird. Dies ist der Unterschied zwischen PCR und DNA -Sequenzierung.

Referenz:
1. „Polymerasekettenreaktion (PCR).Nationales Zentrum für Biotechnologieinformationen. U.S. Nationalbibliothek für Medizin, n.D. Netz. 21. Februar. 2017.
2. Shendure, Jay und Hanlee Ji. „DNA-Sequenzierung der nächsten Generation.Naturnachrichten. Nature Publishing Group, 09. Oktober. 2008. Netz. 21. Februar. 2017

Bild mit freundlicher Genehmigung:
1. "PCR Steps" von Tinojasontran - eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "Polymerasekettenreaktion" durch Enzoklop - eigene Arbeit (CC BY -SA 3.0) über Commons Wikimedia
3. "DNA -Sequenz" von SJEF - eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia