Forskel mellem PCR og DNA-sekvensering | PCR vs DNA-sekventering

Nøgleforskel - PCR vs DNA-sekventering

PCR og DNA-sekventering er to vigtige teknikker i molekylærbiologi. Polymerase Chain Reaction (PCR) er processen, der skaber et stort antal kopier af et DNA-fragment. DNA-sekventering er den teknik, der resulterer i den nøjagtige rækkefølge af nucleotiderne i et givet DNA-fragment . Dette er nøgleforskellen mellem PCR og DNA-sekventering. PCR er et af de store trin involveret i DNA-sekventering.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel

2. Hvad er PCR

3. Hvad er DNA-sekventering

4. Side ved side sammenligning - PCR vs DNA-sekventering

5. Sammendrag

Hvad er PCR?

Polymerase Chain Reaction (PCR) er en DNA amplifikationsteknik anvendt i Molecular Biology. Det producerer tusinder til millioner af kopier af et bestemt DNA-fragment. Denne metode blev udviklet af Kary Mullis i 1983. I denne teknik tjener fragmentet af DNA, der skal amplificeres som template og DNA-polymeraseenzym, tilsætter komplementære nukleotider til primeren, der er tilgængelig i PCR-blandingen. Ved afslutningen af PCR-reaktionen syntetiseres mange kopier af prøve-DNA'et.

Der er forskellige komponenter i PCR-blandingen, herunder DNA, DNA-polymerase (Taq-polymerase), primere (for- og reverse-primere), nucleotider (byggesten af DNA) og en buffer. PCR sker inden i en PCR-maskine, og den korrekte PCR-blanding skal indlæses i maskinen, og det korrekte program skal køres. Denne teknik muliggør produktion af tusinder til millioner af kopier af en bestemt del af DNA fra en meget lille mængde DNA.

PCR-reaktioner forekommer på en cyklisk måde for at frembringe den synlige mængde PCR-produkter på en gel. Der er tre hovedtrin involveret i en PCR-reaktion, nemlig denaturering, primerglødning og strengforlængelse som vist i figur 01. Disse tre trin forekommer ved tre forskellige temperaturer. DNA eksisterer i dobbeltstrenget form ved hydrogenbindinger mellem de komplementære baser. Før implikationen bør dobbeltstrenget DNA separeres fra hinanden. Det gøres ved at give en høj temperatur. Ved høj temperatur denaturerer dobbeltstrenget DNA i enkelte tråde. Derefter skal primrene komme nærmere de flankerende ender af det specifikke fragment eller DNA-genet. Primer er et kort stykke enkeltstrenget DNA, som er komplementært til målsekvensen. Fremadrettede og omvendte primere annealerer med de komplementære baser ved de flankerende ender af den denaturerede prøve DNA ved annealingstemperaturen.Primerne skal være varmebestandige. Når primere anneal med prøve-DNA initierer taq-polymeraseenzym syntesen af de nye tråde ved at tilsætte nukleotider, som er komplementære til mål-DNA'et. Taq polymerase er et varmestabilt enzym isoleret fra en termofil bakterie kaldet Thermus aquaticus. PCR-buffer bevarer de optimale betingelser for taq-polymerase-virkningen. Disse tre trin af PCR-reaktioner gentages for at frembringe den krævede mængde PCR-produkt. Efter hver PCR-reaktion fordobles antallet af DNA-kopien. Derfor kan en eksponentiel amplifikation observeres i PCR. PCR-produkter kan observeres under anvendelse af gelelektroforese og kan oprenses til yderligere undersøgelser.

Figur 01: Store trin i en PCR-reaktion

PCR er et værdifuldt redskab i medicinsk og biologisk forskning. PCR har en særlig værdi i retsmedicin, da den kan amplificere DNA til studier fra de små prøver fra de kriminelle og lave retsmedicinske DNA-profiler. PCR anvendes i vid udstrækning på mange områder af molekylærbiologi, herunder genotyping, genkloning, mutationsdetektion, DNA-sekventering, DNA-mikroarrays og faderskabstest mv.

Figur 02: Polymerase Chain Reaction

Hvad er DNA-sekvensering?

DNA-sekventering er bestemmelsen af en nøjagtig rækkefølge af nucleotiderne - adenin, guanin, cytosin og thymin i et givet DNA-fragment. Genetisk information opbevares i DNA-sekvenserne under anvendelse af nukleotidernes korrekte rækkefølge. Derfor er det meget vigtigt at finde den nøjagtige rækkefølge af nukleotiderne i et DNA-fragment at vide om genernes struktur og funktion.

DNA sekventeringsprotokol involverer forskellige processer. Det første trin er isoleringen af en organismeres interesserede DNA eller genomisk DNA. Ved anvendelse af PCR (som beskrevet ovenfor), bør den ønskede region af DNA'et amplificeres. Amplificeret PCR-produkt skal separeres ved gelelektroforese og oprenses. Amplificerede fragmenter betjenes som skabeloner til sekventering. Sekventering kan ske enten efter Sanger-sekventering eller high-throughput-sekventeringsmetode. Sanger-sekventering kræver kapillærelektroforese af resulterende DNA-fragmenter. Bestemmelse af den korrekte nukleotidordre kan udføres ved manuel aflæsning af autoradiografer eller ved anvendelse af automatiserede DNA-sekvenser.

Gen-sekventering bidrog til menneskeligt genomprojekt og lette kortlægningen af det humane genom i 2003. I retsmedicin aktiverede DNA-sekventering identifikation af individer, som viser unikke DNA-sekvenser og identificerer de kriminelle. I medicin kan DNA-sekventering bruges til at detektere de gener, som er ansvarlige for genetiske og andre sygdomme, finde defektgener og erstatte dem med korrekte gener. I landbruget anvendes DNA-sekventeringsinformation for nogle mikroorganismer til at producere transgene afgrøder med økonomisk ønskede egenskaber.

Figur 03: DNA-sekventering

Hvad er forskellen mellem PCR og DNA-sekventering?

- diff Artikel Mellem før tabel ->

PCR vs DNA Sequencing
PCR-proces skaber tusinder til millioner af kopier af det interesserede DNA-fragment.	DNA-sekventering er processen med at bestemme nøjagtige rækkefølge af nucleotiderne i et givet DNA-fragment.
Resultat
PCR skaber tusinder til millioner af kopier af et bestemt DNA-fragment	Dette resulterer i den korrekte rækkefølge af baserne i et bestemt DNA-fragment.
Inddragelse af ddNTP'er
PCR kræver ikke ddNTP'er. Det bruger dNTP'er.	DNA-sekventering kræver, at ddNTP'er terminerer strengdannelse.

Sammenfatning - PCR vs DNA-sekventering

PCR og DNA-sekventering er meget vigtige værktøjer inden for mange områder af molekylærbiologi. Amplifikation af DNA-fragmenterne udføres ved PCR-teknikken, medens den korrekte rækkefølge af nukleotiderne af et DNA-fragment bestemmes ved DNA-sekventeringen. Dette er forskellen mellem PCR og DNA-sekventering.

Reference:

1. "Polymerase Chain Reaction (PCR). "National Center for Bioteknologi Information. S. National Library of Medicine, n. d. Web. 21. februar 2017.

2. Shendure, Jay og Hanlee Ji. "Næste generations DNA-sekventering. "Nature News. Nature Publishing Group, 9. okt. 2008. Web. 21 Feb. 2017

Image Courtesy:

1. "PCR-trin" Af Tinojasontran - eget arbejde (offentligt domæne) via Commons Wikimedia

2. "Polymerase chain reaction" Af Enzoklop - eget arbejde (CC BY-SA 3. 0) via Commons Wikimedia

3. "DNA-sekvens" Af Sjef - Egent arbejde (Public Domain) via Commons Wikimedia