Разница между ПЦР и секвенированием ДНК

Ключевое отличие - ПЦР против секвенирования ДНК
 

ПЦР и секвенирование ДНК являются двумя важными методами в молекулярной биологии. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) - это процесс, который создает большое количество копий фрагмента ДНК. Секвенирование ДНК - это метод, который приводит к точному порядку нуклеотидов данного фрагмента ДНК.. Это ключевое различие между ПЦР и секвенированием ДНК. ПЦР является одним из основных этапов секвенирования ДНК.

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

Что такое ПЦР?

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) - это метод амплификации ДНК, используемый в молекулярной биологии. Он производит тысячи миллионов копий определенного фрагмента ДНК. Этот метод был разработан Kary Mullis в 1983 году. В этом методе фрагмент ДНК, который должен быть амплифицирован, служит матрицей, а фермент ДНК-полимеразы добавляет комплементарные нуклеотиды к праймеру, который имеется в смеси для ПЦР. В конце реакции ПЦР синтезируется много копий образца ДНК..

Существуют различные компоненты смеси ПЦР, включая ДНК, ДНК-полимеразу (Taq-полимеразу), праймеры (прямой и обратный праймеры), нуклеотиды (строительные блоки ДНК) и буфер. ПЦР происходит внутри аппарата ПЦР, и правильная смесь ПЦР должна быть загружена в аппарат, и должна быть запущена правильная программа. Этот метод позволяет создавать тысячи или миллионы копий определенного фрагмента ДНК из очень небольшого количества ДНК..

Реакции ПЦР происходят циклическим образом, чтобы получить видимое количество продуктов ПЦР на геле. В реакции ПЦР участвуют три основных этапа, а именно денатурация, отжиг праймера и удлинение цепи, как показано на рисунке 01. Эти три этапа происходят при трех разных температурах. ДНК существует в двухцепочечной форме посредством водородных связей между комплементарными основаниями. Перед импликацией двухцепочечная ДНК должна быть отделена друг от друга. Это сделано, давая высокую температуру. При высокой температуре двухцепочечная ДНК денатурируется в одноцепочечные. Затем праймеры должны приблизиться к фланкирующим концам конкретного фрагмента или гена ДНК. Праймер представляет собой короткий кусок одноцепочечной ДНК, который комплементарен последовательности-мишени. Прямой и обратный праймеры отжигают с комплементарными основаниями на фланкирующих концах денатурированного образца ДНК при температуре отжига. Грунтовки должны быть термостойкими. После отжига праймеров с образцом ДНК, фермент Taq-полимераза инициирует синтез новых цепей путем добавления нуклеотидов, которые комплементарны ДНК-мишени. Taq-полимераза представляет собой термостабильный фермент, выделенный из термофильной бактерии, называемой Thermus aquaticus. Буфер для ПЦР поддерживает оптимальные условия для действия полимеразы taq. Эти три стадии реакций ПЦР повторяют, чтобы получить необходимое количество продукта ПЦР. После каждой реакции ПЦР количество копий ДНК удваивается. Следовательно, экспоненциальное усиление может наблюдаться в ПЦР. Продукты ПЦР можно наблюдать с помощью гель-электрофореза и их можно очищать для дальнейших исследований..

Рисунок 01: Основные этапы реакции ПЦР

ПЦР является ценным инструментом в медицинских и биологических исследованиях. ПЦР имеет особое значение в криминалистике, поскольку она может усиливать ДНК для исследований на крошечных образцах преступников и создавать криминалистические профили ДНК. ПЦР широко используется во многих областях молекулярной биологии, включая генотипирование, клонирование генов, обнаружение мутаций, секвенирование ДНК, микрочипы ДНК и тестирование отцовства и т. Д..

Рисунок 02: Полимеразная цепная реакция

Что такое секвенирование ДНК?

Секвенирование ДНК - это определение точного порядка нуклеотидов - аденина, гуанина, цитозина и тимина в данном фрагменте ДНК. Генетическая информация хранится в последовательностях ДНК с использованием правильного порядка нуклеотидов. Следовательно, определение точного порядка нуклеотидов во фрагменте ДНК очень важно знать о структуре и функции генов..

Протокол секвенирования ДНК включает в себя различные процессы. Первым шагом является выделение интересующей ДНК или геномной ДНК организма. Используя ПЦР (как описано выше), нужную область ДНК следует амплифицировать. Усиленный продукт ПЦР следует отделить гель-электрофорезом и очистить. Усиленные фрагменты служат шаблонами для секвенирования. Секвенирование может быть выполнено либо по методу секвенирования Sanger, либо по методу секвенирования с высокой пропускной способностью. Секвенирование Сэнгера требует капиллярного электрофореза полученных фрагментов ДНК. Определение правильного порядка нуклеотидов может быть сделано путем ручного считывания авторадиографов или с использованием автоматических секвенаторов ДНК..

Секвенирование генов внесло свой вклад в проект генома человека и облегчило картирование генома человека в 2003 году. В криминалистике секвенирование ДНК позволило идентифицировать людей, которые показывают уникальные последовательности ДНК и идентифицируют преступников. В медицине секвенирование ДНК можно использовать для выявления генов, ответственных за генетические и другие заболевания, для выявления дефектных генов и замены их правильными генами. В сельском хозяйстве информация о секвенировании ДНК некоторых микроорганизмов используется для получения трансгенных культур с экономически желательными характеристиками.

Рисунок 03: Секвенирование ДНК

В чем разница между ПЦР и секвенированием ДНК?

ПЦР против секвенирования ДНК
Процесс ПЦР создает тысячи миллионов копий интересующего фрагмента ДНК.	Секвенирование ДНК - это процесс определения точного порядка нуклеотидов в данном фрагменте ДНК..
результат
ПЦР создает тысячи миллионов копий определенного фрагмента ДНК	Это приводит к правильному порядку оснований в определенном фрагменте ДНК.
Вовлечение ддНТП
ПЦР не требует ddNTP. Он использует dNTP.	Секвенирование ДНК требует, чтобы ddNTPs прекратили формирование цепи.

Резюме - ПЦР против секвенирования ДНК

ПЦР и ДНК-секвенирование являются очень важными инструментами во многих областях молекулярной биологии. Амплификация фрагментов ДНК осуществляется методом ПЦР, в то время как правильный порядок нуклеотидов фрагмента ДНК определяется секвенированием ДНК. В этом разница между ПЦР и секвенированием ДНК.

Ссылка:
1. «Полимеразная цепная реакция (ПЦР)». Национальный центр биотехнологической информации. Национальная медицинская библиотека США, н.д. Web. 21 февраля 2017.
2. Шендур, Джей и Ханли Джи. «Секвенирование ДНК следующего поколения». Новости природы. Nature Publishing Group, 09 октября 2008 г. Веб. 21 февраля 2017

Изображение предоставлено:
1. «ПЦР шаги» Tinojasontran - собственная работа (общественное достояние) через Commons Wikimedia
2. «Полимеразная цепная реакция» Энзоклопа - собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
3. «Последовательность ДНК» Сжефа - собственная работа (общественное достояние) через Commons Wikimedia