Разница между клонированием генов и ПЦР

Ключевая разница - клонирование генов против ПЦР
 

Синтез многих копий ДНК из определенного фрагмента ДНК называется ДНК-амплификацией. Существует два основных процесса амплификации ДНК, а именно клонирование генов и ПЦР. Ключевое различие между клонированием генов и ПЦР заключается в, клонирование генов дает несколько копий определенного гена в естественных условиях путем конструирования рекомбинантной ДНК и роста внутри бактерии-хозяина, в то время как ПЦР производит миллионы копий определенного фрагмента ДНК в пробирке повторяющиеся циклы денатурации и синтеза.

СОДЕРЖАНИЕ
1. Обзор и основные отличия
2. Что такое клонирование генов
3. Что такое ПЦР
4. Сравнение бок о бок - клонирование генов против ПЦР
5. Резюме

Что такое клонирование гена?

Клонирование генов - это метод, используемый для определения местоположения и размножения определенного гена из выделенной геномной ДНК организма посредством конструирования рекомбинантной ДНК. Геномная ДНК содержит тысячи различных генов, кодируемых для белков. Когда ДНК извлекается, она включает в себя все возможные гены, которые она может нести. Техника клонирования генов позволила обнаружить специфический ген из общей ДНК. Поэтому клонирование генов служит важным инструментом в молекулярной биологии..

Создание геномной библиотеки организма необходимо для клонирования генов, если нет понятия о местонахождении соответствующего гена в ДНК. Геномная библиотека сделана, используя следующие шаги.

Шаг 1: Извлечение всей ДНК из организма, который содержит желаемый ген.

Шаг 2: Ограничение переваривания выделенной ДНК с получением небольших управляемых фрагментов. Этому шагу способствуют эндонуклеазы рестрикции.

Шаг 3: Отбор подходящего вектора и открытие вектора ДНК с использованием тех же эндонуклеаз рестрикции. Бактериальные плазмиды обычно используются в качестве векторов для переноса чужеродной ДНК. Плазмиды - это маленькие круги ДНК, расположенные внутри бактерий..

Шаг 4: Объединение векторной ДНК и фрагментированной ДНК для получения рекомбинантной молекулы ДНК. Этот шаг регулируется ДНК-лигазой.

Шаг 5: Перенос рекомбинантных молекул ДНК в бактерии-хозяева. Этот этап называется преобразованием и выполняется с использованием теплового шока..

Шаг 5: Скрининг трансформированных бактериальных клеток на культуральной среде. Смешанная популяция трансформированных и нетрансформированных клеток-хозяев получается в конце процесса трансформации. Поскольку ген интереса включает только трансформированные клетки-хозяева. Следовательно, необходимо отобрать трансформированные клетки. Отбор производится с использованием селективных сред, содержащих антибиотики. Только трансформированные клетки растут на этой среде скрининга, что позволяет отбор.

Шаг 6: Выращивание бактерий для производства библиотеки генов. На этом этапе трансформированные клетки-хозяева вводят в свежую культуральную среду, которая обеспечивает оптимальные требования к росту. Общее количество колоний на культуральных чашках представляет геномную библиотеку этого организма..

Шаг 7: Молекула рекомбинантной ДНК, содержащая интересующий ген, должна быть подвергнута скринингу из тысяч клонированных фрагментов рекомбинантной ДНК. Это может быть достигнуто путем использования зондов, которые отмечают конкретный ген или специфический белок, полученный из этого гена..

После того, как заинтересованный ген, содержащий бактериальную колонию, идентифицирован из всех колоний, можно сделать миллионы копий рекомбинантной плазмиды, содержащей ген.

Клонирование генов используется для создания библиотек генов, производства специальных белков, витаминов, антибиотиков, гормонов, секвенирования и картирования геномов организмов, создания множественных копий ДНК отдельных лиц в криминалистике и т. Д..

Figure_1: клонирование генов

Что такое ПЦР?

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) - это метод, который генерирует большое количество копий определенного фрагмента ДНК. Экспоненциальная амплификация определенной последовательности ДНК получается с помощью ПЦР под в пробирке условия. Этот метод является очень мощным инструментом в молекулярной биологии, так как он может умножить небольшой образец ДНК в полезное количество. ПЦР была введена Кэри Маллисом в 1983 году, и это призовое изобретение создало огромный прогресс в молекулярной биологии..

Метод ПЦР следует повторным реакциям ПЦР, как показано на рисунке 02. Одна реакция ПЦР состоит из трех основных этапов, происходящих при трех разных температурах; денатурирование двухцепочечной ДНК в 94 ⁰С, отжиг праймеров при 68 ⁰С и удлинение нити при 72 ⁰C. Таким образом, при проведении ПЦР колебания температуры должны поддерживаться на высоком уровне для правильной репликации. ПЦР проводится в машине ПЦР внутри пробирок для ПЦР. Пробирки для ПЦР загружают правильными смесями для ПЦР, содержащими матричную ДНК, Taq-полимеразу, праймеры, dNTP и буфер. Денатурирование двухцепочечной ДНК образца в одноцепочечную ДНК осуществляется путем разрыва водородных связей между комплементарными основаниями на 94 - 98 ⁰C. Затем одиночные нити матричной ДНК подвергают воздействию праймеров. Необходимо предусмотреть пару праймеров (прямой и обратный), и они должны быть термостабильными, чтобы выдерживать высокие температуры. Праймеры представляют собой одноцепочечные короткие последовательности ДНК, комплементарные концам целевого фрагмента ДНК. Синтетические праймеры используются в ПЦР. Праймеры связываются с комплементарными основаниями образца ДНК и инициируют синтез новой цепи. Эта стадия катализируется ферментом, называемым Taq-полимеразой; термостабильный фермент ДНК-полимераза, выделенный из Thermus auqaticus. Когда доступны праймеры и нуклеотиды (строительные блоки), Taq-полимераза конструирует новую цепь ДНК, комплементарную матричной ДНК. В конце программы ПЦР амплифицированный фрагмент ДНК наблюдается с помощью гель-электрофореза. Если требуется дальнейший анализ, продукт ПЦР очищают от геля.

ПЦР очень полезен для диагностики и мониторинга генетических и приобретенных заболеваний, идентификации преступников (в области криминалистики), изучения структуры и функции целевого сегмента ДНК, секвенирования и картирования геномов организмов и т. Д. ПЦР стала рутинная лабораторная техника в медицинских и молекулярно-биологических исследовательских лабораториях среди ученых, поскольку она имеет широкий спектр применения.

Рисунок 2: Полимеразная цепная реакция

В чем разница между клонированием генов и ПЦР?

Клонирование генов против ПЦР
Клонирование генов - это процесс создания нескольких копий определенного гена. в естественных условиях через рекомбинантную ДНК и трансформации в бактерию-хозяина.	Метод ПЦР производит несколько копий определенной последовательности ДНК в пробирке через повторные циклы реакций ПЦР.
Требование конструирования рекомбинантной ДНК
Рекомбинантная ДНК производится для того, чтобы найти ген.	Рекомбинантная ДНК не производится.
Потребность в труде
Этот процесс трудоемкий.	Интенсивный труд не нужен.
Процесс in vivo или in vitro
Конструирование рекомбинантной ДНК является в пробирке и амплификация ДНК в естественных условиях.	Амплификация ДНК происходит полностью в пробирке.

Резюме - клонирование генов против ПЦР

Клонирование генов и ПЦР - два метода, используемых для амплификации ДНК. ПЦР является в пробирке процесс, который делает несколько копий ДНК конкретного фрагмента ДНК без использования рекомбинантной ДНК и организма-хозяина. Генное клонирование - это прежде всего в естественных условиях процесс, который приводит к множественным копиям заинтересованного гена внутри организма-хозяина посредством конструирования рекомбинантной ДНК. В этом разница между клонированием генов и ПЦР.

Ссылка:
1. Гриффитс, Энтони Дж. Ф. «Клонирование определенного гена». Современный генетический анализ. Национальная медицинская библиотека США, 01 января 1999 г. Веб. 22 февраля 2017
2. «Полимеразная цепная реакция (ПЦР)». Национальный центр биотехнологической информации. Национальная медицинская библиотека США, н.д. Web. 22 февраля 2017

Изображение предоставлено:
1. «Рисунок 17 01 06» от CNX OpenStax - (CC BY 4.0) через Викисклад Commons
2. «ПЦР» от Madprime - собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia