Sự khác biệt giữa trình tự PCR và DNA

Sự khác biệt chính - PCR và trình tự DNA
 

Giải trình tự PCR và DNA là hai kỹ thuật quan trọng trong Sinh học phân tử. Phản ứng chuỗi polymerase (PCR) là quá trình tạo ra một số lượng lớn các bản sao của đoạn DNA. Giải trình tự DNA là kỹ thuật dẫn đến thứ tự chính xác các nucleotide của một đoạn DNA nhất định. Đây là sự khác biệt chính giữa trình tự PCR và DNA. PCR là một trong những bước quan trọng liên quan đến giải trình tự DNA.

NỘI DUNG
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. PCR là gì
3. Trình tự DNA là gì
4. So sánh cạnh nhau - Trình tự PCR và DNA
5. Tóm tắt

PCR là gì?

Phản ứng chuỗi polymerase (PCR) là một kỹ thuật khuếch đại DNA được sử dụng trong Sinh học phân tử. Nó tạo ra hàng ngàn đến hàng triệu bản sao của một đoạn DNA cụ thể. Phương pháp này được phát triển bởi Kary Mullis vào năm 1983. Trong kỹ thuật này, đoạn DNA được khuếch đại đóng vai trò là enzyme và enzyme polymerase DNA bổ sung các nucleotide bổ sung vào mồi có sẵn trong hỗn hợp PCR. Vào cuối phản ứng PCR, nhiều bản sao của DNA mẫu được tổng hợp.

Có các thành phần khác nhau của hỗn hợp PCR, bao gồm DNA, DNA polymerase (Taq polymerase), mồi (mồi tiến và đảo ngược), nucleotide (xây dựng khối DNA) và bộ đệm. PCR xảy ra bên trong máy PCR và phải nạp hỗn hợp PCR chính xác vào máy và phải điều khiển chương trình chính xác. Kỹ thuật này cho phép tạo ra hàng ngàn đến hàng triệu bản sao của một phần DNA cụ thể từ một lượng rất nhỏ DNA.

Phản ứng PCR xảy ra theo cách tuần hoàn để tạo ra lượng sản phẩm PCR có thể nhìn thấy trên gel. Có ba bước chính liên quan đến phản ứng PCR là biến tính, ủ mồi và mở rộng sợi như trong Hình 01. Ba bước này xảy ra ở ba nhiệt độ khác nhau. DNA tồn tại ở dạng sợi đôi bởi liên kết hydro giữa các bazơ bổ sung. Trước khi ngụ ý, DNA sợi đôi nên được tách ra khỏi nhau. Nó được thực hiện bằng cách cho nhiệt độ cao. Ở nhiệt độ cao, biến đổi DNA sợi đôi thành chuỗi đơn. Sau đó, các mồi nên đến gần hơn với các đầu sườn của đoạn cụ thể hoặc gen của DNA. Primer là một đoạn ngắn của chuỗi DNA đơn bổ sung cho chuỗi mục tiêu. Các mồi tiến và đảo ngược ủ với các bazơ bổ sung ở đầu sườn của DNA mẫu bị biến tính ở nhiệt độ ủ. Sơn lót phải chịu nhiệt. Khi các mồi bắt đầu với DNA mẫu, enzyme taq polymerase sẽ bắt đầu tổng hợp các chuỗi mới bằng cách thêm các nucleotide bổ sung cho DNA đích. Taq polymerase là một enzyme ổn định nhiệt được phân lập từ một loại vi khuẩn ưa nhiệt gọi là Bình thủy. Bộ đệm PCR duy trì các điều kiện tối ưu cho hành động taq polymerase. Ba giai đoạn phản ứng PCR được lặp lại để tạo ra lượng sản phẩm PCR cần thiết. Sau mỗi phản ứng PCR, số lượng bản sao DNA được nhân đôi. Do đó, một sự khuếch đại theo cấp số nhân có thể được quan sát trong PCR. Các sản phẩm PCR có thể được quan sát bằng cách sử dụng điện di gel và có thể được tinh chế để nghiên cứu thêm.

Hình 01: Các bước chính của phản ứng PCR

PCR là một công cụ có giá trị trong nghiên cứu y học và sinh học. PCR có một giá trị đặc biệt trong khoa học pháp y vì nó có thể khuếch đại DNA cho các nghiên cứu từ các mẫu nhỏ từ bọn tội phạm và tạo ra các hồ sơ DNA pháp y. PCR được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sinh học phân tử bao gồm, kiểu gen, nhân bản gen, phát hiện đột biến, giải trình tự DNA, microarrays DNA và xét nghiệm quan hệ cha con, v.v..

Hình 02: Phản ứng chuỗi polymerase

Trình tự DNA là gì?

Trình tự DNA là xác định thứ tự chính xác của các nucleotide - adenine, guanine, cytosine và thymine trong một đoạn DNA nhất định. Thông tin di truyền được lưu trữ trong các chuỗi DNA bằng cách sử dụng đúng thứ tự các nucleotide. Do đó, việc tìm ra thứ tự chính xác của các nucleotide trong đoạn DNA là rất quan trọng để biết về cấu trúc và chức năng của gen.

Giao thức giải trình tự DNA liên quan đến các quá trình khác nhau. Bước đầu tiên là phân lập DNA quan tâm hoặc DNA bộ gen của một sinh vật. Sử dụng PCR (như được mô tả ở trên), khu vực mong muốn của DNA nên được khuếch đại. Sản phẩm PCR khuếch đại nên được phân tách bằng điện di gel và tinh chế. Các mảnh khuếch đại được phục vụ như các mẫu để giải trình tự. Trình tự có thể được thực hiện theo phương pháp giải trình tự Sanger hoặc phương pháp giải trình tự thông lượng cao. Giải trình tự Sanger đòi hỏi điện di mao quản của các đoạn DNA kết quả. Việc xác định thứ tự nucleotide chính xác có thể được thực hiện bằng cách đọc thủ công các ký tự ghi hoặc sử dụng trình tự sắp xếp DNA tự động.

Trình tự gen đã đóng góp cho dự án bộ gen người và tạo điều kiện lập bản đồ bộ gen người vào năm 2003. Trong pháp y, trình tự DNA cho phép xác định các cá nhân thể hiện trình tự DNA duy nhất và xác định tội phạm. Trong y học, trình tự DNA có thể được sử dụng để phát hiện các gen chịu trách nhiệm về gen và các bệnh khác, tìm các gen khiếm khuyết và thay thế chúng bằng các gen chính xác. Trong nông nghiệp, thông tin giải trình tự DNA của một số vi sinh vật được sử dụng để tạo ra cây trồng biến đổi gen với các đặc điểm mong muốn về kinh tế.

Hình 03: Trình tự DNA

Sự khác biệt giữa trình tự PCR và DNA?

Trình tự PCR vs DNA
Quá trình PCR tạo ra hàng ngàn đến hàng triệu bản sao đoạn DNA quan tâm.	Trình tự DNA là quá trình xác định thứ tự chính xác của các nucleotide trong một đoạn DNA nhất định.
Kết quả
PCR tạo ra hàng ngàn đến hàng triệu bản sao của một đoạn DNA cụ thể	Điều này dẫn đến thứ tự đúng của các bazơ trong một đoạn DNA cụ thể.
Sự tham gia của ddNTP
PCR không cần ddNTP. Nó sử dụng dNTP.	Trình tự DNA yêu cầu ddNTP chấm dứt sự hình thành sợi.

Tóm tắt - Trình tự PCR và DNA

Trình tự PCR và DNA là các công cụ rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực Sinh học phân tử. Sự khuếch đại các đoạn DNA được thực hiện bằng kỹ thuật PCR trong khi thứ tự chính xác của các nucleotide của đoạn DNA được xác định bằng trình tự DNA. Đây là sự khác biệt giữa trình tự PCR và DNA.

Tài liệu tham khảo:
1. Phản ứng chuỗi polymerase (PCR). Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ, n.d. Web. Ngày 21 tháng 2 năm 2017.
2. Shendure, Jay và Hanlee Ji. Trình tự DNA thế hệ tiếp theo. Tin tức thiên nhiên. Nhóm xuất bản tự nhiên, ngày 09 tháng 10 năm 2008 Web. Ngày 21 tháng 2 năm 2017

Hình ảnh lịch sự:
1. Bước bước PCR PCR Tinojasontran - Công việc riêng (Miền công cộng) qua Commons Wikimedia
2. Phản ứng chuỗi polymerase của Enzok By Enzoklop - Công việc riêng (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
3. Trình tự DNA DNA của Byjj Sjef - Công việc riêng (Miền công cộng) qua Commons Wikimedia