ძირითადი განსხვავება - PCR და დნმ-ის რეპლიკაცია
დნმ-ის რეპლიკაცია არის ბუნებრივი პროცესი, რომელიც ხდება ცოცხალ ორგანიზმებში. იგი გულისხმობს ერთი დნმ-ის მოლეკულის ორი იდენტური ასლის წარმოებას. დნმ-ის რეპლიკაცია ბიოლოგიური მემკვიდრეობის უაღრესად მნიშვნელოვანი პროცესია. გენეტიკური ინფორმაცია მშობლიდან შთამომავლობას გადაეცემა ძირითადად დნმ-ის რეპლიკაციის უნარის გამო. აქედან გამომდინარე, ეს არის აუცილებელი პროცესი, რომელიც ხდება თითქმის ყველა ცოცხალ ორგანიზმში. ეს პროცესი ხდება in vivo. თუმცა, დნმ-ის რეპლიკაცია შეიძლება განხორციელდეს ინ ვიტრო მეთოდებითაც. პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქცია (PCR) არის დნმ-ის რეპლიკაციის ერთ-ერთი ასეთი ინ ვიტრო მეთოდი. PCR არის დნმ-ის გაძლიერების მეთოდი, რომელიც ხორციელდება ლაბორატორიებში.ის აწარმოებს დნმ-ის ათასობით ან მილიონობით ასლს დაინტერესებული დნმ-ის ფრაგმენტიდან ან გენიდან. არსებობს განსხვავებები in vivo დნმ-ის რეპლიკაციასა და PCR-ს შორის. ამ ორს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ PCR ხორციელდება PCR აპარატში შენარჩუნებულ ტემპერატურაზე, რათა წარმოიქმნას დნმ-ის დიდი რაოდენობით ასლები, ხოლო დნმ-ის რეპლიკაცია ხდება სხეულის შიგნით სხეულის ტემპერატურაზე, რათა წარმოიქმნას ერთი დნმ-ის მოლეკულის ორი იდენტური ასლი.
რა არის PCR?
პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქცია (PCR) არის ინ ვიტრო დნმ-ის გაძლიერების ტექნიკა, რომელიც რეგულარულად ხორციელდება მოლეკულურ ბიოლოგიურ ლაბორატორიებში. ამ მეთოდმა საშუალება მისცა გამოეყვანა განსაკუთრებით დაინტერესებული დნმ-ის ფრაგმენტის ათასობით ან მილიონობით ასლი. PCR დაინერგა კარი მალისმა 1980 წელს. ამ ტექნიკაში დნმ-ის დაინტერესებული ფრაგმენტი ემსახურება ასლების მიღების შაბლონად. ფერმენტი სახელად Taq პოლიმერაზა გამოიყენება როგორც დნმ-პოლიმერაზას ფერმენტი და ის კატალიზებს დნმ-ის ფრაგმენტის ახალი ჯაჭვების სინთეზს.პრაიმერები, რომლებიც არის PCR ნარევში, იმუშავებენ როგორც საწყისი წერტილები ფრაგმენტების გაფართოებისთვის. PCR რეაქციის დასასრულს შესაძლებელია დნმ-ის ნიმუშის მრავალი ასლის მიღება.
ყველა ინგრედიენტი, რომელიც აუცილებელია დნმ-ის ასლების შესაქმნელად, შედის PCR ნარევში. ეს არის ნიმუში დნმ, დნმ პოლიმერაზა (Taq პოლიმერაზა), პრაიმერები (წინა და საპირისპირო პრაიმერი), ნუკლეოტიდები (დნმ-ის სამშენებლო ბლოკები) და ბუფერი. PCR რეაქცია ტარდება PCR აპარატში და ის უნდა იკვებებოდეს სწორი PCR ნარევით და სწორი PCR პროგრამით. თუ რეაქციის ნარევი და პროგრამა სწორია, ის წარმოქმნის დნმ-ის კონკრეტული მონაკვეთის საჭირო რაოდენობის ასლებს დნმ-ის ძალიან მცირე რაოდენობით.
PCR რეაქციაში ჩართულია სამი ძირითადი ეტაპი, ესენია დენატურაცია, პრაიმერის ანილირება და ძაფის გაფართოება. ეს სამი ნაბიჯი ხდება სამ სხვადასხვა ტემპერატურაზე. დნმ არსებობს ორჯაჭვიანი სპირალის სახით. წყალბადის ბმებით ორი ჯაჭვია შეკრული. გაძლიერებამდე ორჯაჭვიანი დნმ გამოიყოფა მაღალი ტემპერატურის მიცემით.მაღალ ტემპერატურაზე, ორჯაჭვიანი დნმ დენატურირებულია ერთ ძაფებად. შემდეგ პრაიმერები ანელებენ დაინტერესებული ფრაგმენტის ან დნმ-ის გენის გვერდითი ბოლოებით. პრაიმერი არის ერთჯაჭვიანი დნმ-ის მოკლე ნაწილი, რომელიც ავსებს სამიზნე თანმიმდევრობის ბოლოებს. წინა და უკანა პრაიმერი ანელდება დამატებითი ფუძეებით დენატურირებული ნიმუშის დნმ-ის გვერდით ბოლოებზე ანეილირების ტემპერატურაზე.
როდესაც პრაიმერები დნმ-ით დუღდება, Taq პოლიმერაზა ფერმენტი იწყებს ახალი ჯაჭვების სინთეზს ნუკლეოტიდების დამატებით, რომლებიც ავსებენ შაბლონის დნმ-ს. Taq პოლიმერაზა არის სითბოს მდგრადი ფერმენტი, რომელიც იზოლირებულია თერმოფილური ბაქტერიისგან, რომელსაც ეწოდება Thermus aquaticus. PCR ბუფერი ინარჩუნებს ოპტიმალურ პირობებს Taq პოლიმერაზას მოქმედებისთვის. PCR რეაქციის ეს სამი ეტაპი მეორდება PCR პროდუქტის საჭირო რაოდენობის მისაღებად. ყოველი PCR რეაქციაზე დნმ-ის ასლის რაოდენობა ორმაგდება. აქედან გამომდინარე, ექსპონენციალური გაძლიერება შეიძლება შეინიშნოს PCR-ში. PCR პროდუქტის დაკვირვება შესაძლებელია გელის ელექტროფორეზის გამოყენებით, რადგან ის წარმოქმნის დნმ-ის ხილულ რაოდენობას გელზე და შეიძლება გაიწმინდოს შემდგომი კვლევებისთვის, როგორიცაა თანმიმდევრობა და ა.შ.
სურათი 01: PCR
PCR არის ღირებული ინსტრუმენტი სამედიცინო და ბიოლოგიურ კვლევებში. განსაკუთრებით სასამართლო კვლევებში, PCR-ს აქვს უზარმაზარი მნიშვნელობა, რადგან მას შეუძლია გააძლიეროს დნმ კრიმინალების მცირე ნიმუშებიდან გამოკვლევისთვის და შექმნას სასამართლო დნმ-ის პროფილები. PCR ფართოდ გამოიყენება მოლეკულური ბიოლოგიის ბევრ სფეროში, მათ შორის, გენოტიპირება, გენის კლონირება, მუტაციის გამოვლენა, დნმ-ის თანმიმდევრობის განსაზღვრა, დნმ-ის მიკროსქემები და მამობის ტესტირება და ა.შ.
რა არის დნმ-ის რეპლიკაცია?
დნმ-ის რეპლიკაცია მოიხსენიება პროცესზე, რომელიც წარმოქმნის დნმ-ის ორ იდენტურ ასლს ერთი დნმ-ის მოლეკულისგან. ეს ბიოლოგიური მემკვიდრეობის მნიშვნელოვანი პროცესია.დნმ-ის რეპლიკაცია ხდება ყველა ცოცხალ ორგანიზმში. მშობელი უჯრედის გენომი უნდა განმეორდეს, რათა გენომი გადასცეს ქალიშვილ უჯრედს. დნმ-ის რეპლიკაციის პროცესს აქვს სამი ძირითადი ეტაპი, რომელსაც ეწოდება დაწყება, გახანგრძლივება და დასრულება. ეს საფეხურები კატალიზებულია სხვადასხვა ფერმენტების მიერ. დნმ-ის რეპლიკაცია იწყება იმ ადგილიდან, რომელსაც ეწოდება რეპლიკაციის საწყისი უჯრედების გენომში. გენომში დნმ არსებობს ორჯაჭვიანი ფორმით. ეს ორი ჯაჭვი გამოყოფილია დნმ-ის რეპლიკაციის დასაწყისში და ამას აკეთებს ATP დამოკიდებული დნმ ჰელიკაზა. დნმ-ის დაშლა არის მთავარი მოვლენა, რომელიც ხდება დაწყების ეტაპზე. გამოყოფილი დნმ-ის ჯაჭვების შაბლონებად გამოყენებით, დნმ პოლიმერაზა ასინთეზებს შაბლონის ჯაჭვების ახალ დამატებით ძაფებს 5'-დან 3'-მდე მიმართულებით. ეს არის ნაბიჯი, რომელსაც ეწოდება დრეკადობა. შეწყვეტა ხდება მაშინ, როდესაც ორი რეპლიკაციის ჩანგალი ხვდება ერთმანეთს მშობლის ქრომოსომის მოპირდაპირე ბოლოზე.
სურათი 02: დნმ-ის რეპლიკაცია
გარდა დნმ პოლიმერაზასა, დნმ-ის რეპლიკაციაში ჩართულია რამდენიმე ფერმენტი, როგორიცაა დნმ პრიმაზა, დნმ ჰელიკაზა, დნმ ლიგაზა და ტოპოიზომერაზა. in vivo დნმ-ის რეპლიკაციის განსაკუთრებული მახასიათებელია ის, რომ ის აწარმოებს ოკაზაკის ფრაგმენტებს. ერთი ღერი განუწყვეტლივ წარმოიქმნება, მეორე კი პატარა ნაჭრებად.
რა მსგავსებაა PCR-სა და დნმ-ის რეპლიკაციას შორის?
- როგორც PCR, ასევე დნმ-ის რეპლიკაციისას, ორჯაჭვიანი დნმ გამოყოფილია ერთმანეთისგან.
- როგორც PCR, ასევე დნმ-ის რეპლიკაციის პროცესში დნმ კოპირდება.
- როგორც PCR, ასევე დნმ-ის რეპლიკაციის პროცესები მართლაც მნიშვნელოვანია.
- როგორც PCR, ასევე დნმ-ის რეპლიკაციის პროცესებში მონაწილეობს დნმ-პოლიმერაზას ფერმენტი.
რა განსხვავებაა PCR და დნმ-ის რეპლიკაციას შორის?
PCR vs დნმ-ის რეპლიკაცია |
|
| PCR არის დნმ-ის ამპლიფიკაციის ინ ვიტრო მეთოდი, რომლის დროსაც წარმოიქმნება დნმ-ის ათასობით ან მილიონობით ასლი. | დნმ-ის რეპლიკაცია არის ბუნებრივი პროცესი, რომელიც წარმოქმნის დნმ-ის ორ იდენტურ ასლს ერთი დნმ-ის მოლეკულისგან. |
| ნაბიჯები | |
| PCR აქვს სამი ეტაპი; დენატურაცია, პრაიმერის ანილირება და ძაფის გაფართოება. | დნმ რეპლიკაციას აქვს სამი ეტაპი; დაწყება, გახანგრძლივება და შეწყვეტა. |
| პრაიმერების ჩართვა | |
| PCR საჭიროებს ხელოვნურ პრაიმერებს. | დნმ რეპლიკაციას არ სჭირდება ხელოვნური პრაიმერები. რნმ-ის მოკლე ფრაგმენტი ჩართულია დნმ-ის რეპლიკაციაში. |
| ორჯაჭვის დენატურაცია | |
| ორმაგი ძაფები გამოიყოფა PCR-ში მაღალი ტემპერატურის გამოყენებით. | ორმაგი ძაფები ერთმანეთისგან გამოყოფილია ფერმენტი დნმ ჰელიკაზა დნმ-ის რეპლიკაციაში. |
| ფერმენტი ჩართული | |
| PCR იყენებს Taq პოლიმერაზას. | დნმ რეპლიკაცია იყენებს დნმ პოლიმერაზას. |
| ტემპერატურა | |
| PCR ხდება სამ სხვადასხვა ტემპერატურაზე აპარატის შიგნით. | დნმ რეპლიკაცია ხდება სხეულის ტემპერატურაზე ცოცხალი ორგანიზმის სხეულში. |
| In vivo ან In vitro | |
| PCR არის ინ ვიტრო მეთოდი. | დნმ-ის რეპლიკაცია არის in vivo მეთოდი. |
შეჯამება - PCR vs დნმ-ის რეპლიკაცია
დნმ-ის რეპლიკაცია არის დნმ-ის ორი იდენტური ასლის წარმოების პროცესი ერთი დნმ-ის მოლეკულიდან. ის გვხვდება ყველა ცოცხალ ორგანიზმში, რადგან გვთავაზობს გენეტიკური ინფორმაციის მიწოდების მეთოდს მშობლიდან შთამომავლობამდე. იგი შედგება სამი ფერმენტულად კატალიზებული საფეხურისაგან, კერძოდ, დაწყება, გახანგრძლივება და დასრულება. დნმ-ის რეპლიკაცია შეიძლება ხელოვნურად მოხდეს ლაბორატორიაში. PCR არის ერთ-ერთი გზა დაინტერესებული დნმ-დან დნმ-ის დიდი რაოდენობით ასლების წარმოებისთვის. PCR რეგულარულად ტარდება მოლეკულურ ბიოლოგიურ ლაბორატორიებში, რადგან ეს არის დნმ-ის ასლების წარმოების მარტივი მეთოდი. ეს არის განსხვავება PCR-სა და დნმ-ის რეპლიკაციას შორის.
