Diferența dintre clonarea genetică și PCR

Diferența cheie - Gene Cloning vs. PCR
 

Sinteza multor copii ale ADN-ului dintr-un fragment ADN specific este numită amplificare ADN. Există două procese principale de amplificare a ADN-ului, și anume clonarea genetică și PCR. Diferența cheie între clonarea genetică și PCR este, gena clonarea produce copii multiple ale unei gene specifice in vivo prin construirea unui ADN recombinant și creșterea în interiorul unei bacterii gazdă în timp ce PCR produce milioane de copii ale unui fragment specific de ADN in vitro trecând în cicluri repetate de denaturare și sinteză.

CUPRINS
1. Prezentare generală și diferență cheie
2. Ce este Gene Cloning
3. Ce este PCR
4. Comparație de la o parte la alta - Gene Cloning vs. PCR
5. rezumat

Ce este Gene Cloning?

Clonarea genetică este o tehnică utilizată pentru a localiza și multiplica o genă specifică din ADN-ul genomic extras al unui organism prin construirea ADN-ului recombinant. ADN-ul genomic conține mii de gene diferite codificate pentru proteine. Cand ADN-ul este extras, acesta include toate genele posibile pe care le poate suporta. Tehnica clonării genetice a permis detectarea unei gene specifice din ADN-ul total. Prin urmare, clonarea genelor servește ca un instrument important în biologia moleculară.

Efectuarea unei biblioteci genomice a unui organism este esențială în clonarea genelor dacă nu există nici o idee despre localizarea genei relevante în ADN. O bibliotecă genomică este realizată utilizând următorii pași.

Pasul 1: Extracția ADN-ului total dintr-un organism care conține gena dorită.

Pasul 2: Restricție de digestie a ADN-ului extras pentru a produce fragmente mici gestionabile. Această etapă este facilitată de endonucleaze de restricție.

Pasul 3: Selectarea unui vector adecvat și deschiderea vectorului ADN folosind aceleași endonucleaze de restricție. Plasmidele bacteriene sunt utilizate în mod obișnuit ca vectori pentru a transporta ADN străin. Plasmidele sunt cercuri mici de ADN situate în interiorul bacteriilor.

Pasul 4: Combinarea ADN-ului vector și ADN fragmentat pentru a produce moleculă de ADN recombinant. Această etapă este guvernată de ligaza ADN.

Pasul 5: Transferul moleculelor de ADN recombinant în bacteriile gazdă. Acest pas este cunoscut sub numele de transformare, și se face folosind un șoc termic.

Pasul 5: Screeningul celulelor bacteriene transformate pe un mediu de cultură. O populație mixtă de celule gazdă transformate și netransformate este obținută la sfârșitul procesului de transformare. Ca gena de interes include numai celulele gazdă transformate. Prin urmare, este necesar să selectați celulele transformate. Selecția se face folosind medii selective care conțin antibiotice. Numai celulele transformate cresc pe acest mediu de screening care permite selectarea.

Pasul 6: Cultivarea bacteriilor pentru a produce o bibliotecă de gene. În această etapă, celulele gazdă transformate sunt introduse în mediu de cultură proaspăt care asigură cerințe de creștere optime. Coloniile totale pe plăcile de cultură reprezintă biblioteca genomică a acelui organism.

Pasul 7: Molecula ADN recombinantă care conține gena de interes trebuie să fie analizată din mii de fragmente clonate de ADN recombinant. Acesta poate fi realizat prin utilizarea probelor care marchează gena specifică sau proteina specifică rezultată din acea genă.

Odată ce gena interesantă care conține colonia bacteriană este identificată din coloniile totale, este posibil să se facă milioane de copii ale plasmidei recombinante care conține gena.

Clonarea genelor este folosită pentru stabilirea bibliotecilor genetice, producând proteine ​​speciale, vitamine, antibiotice, hormoni, secvențierea și cartografierea genomului organismelor, realizarea de copii multiple ale ADN-urilor în domeniul medico-legal.

Figura_1: Gene Clonarea

Ce este PCR?

Reacția lanțului de polimerază (PCR) este o tehnică care generează un număr mare de copii ale unui fragment ADN special. Exploatarea amplificării unei secvențe ADN specifice este obținută prin PCR sub in vitro Condiții. Această tehnică este un instrument foarte puternic în biologia moleculară, deoarece poate multiplica un mic eșantion de ADN într-o cantitate utilizabilă. PCR a fost introdus de Kary Mullis în 1983 și această invenție câștigătoare a câștigat un imens progres în domeniul biologiei moleculare.

Metoda PCR urmează reacțiile PCR repetate, așa cum se arată în figura 02. O reacție PCR constă din trei etape principale care apar la trei temperaturi diferite; denaturarea dublu catenară la ADN la 94 ° C ⁰C, recoacerea primerilor la 68 ° C ⁰C și alungirea benzii la 72 ° C ⁰C. Prin urmare, atunci când se efectuează PCR, fluctuația de temperatură trebuie să fie menținută foarte bine pentru o replicare adecvată. PCR este efectuat într-o mașină PCR în interiorul tuburilor PCR. Tuburile PCR sunt încărcate cu amestecuri PCR corecte care conțin ADN-ul template, polimeraza Taq, primeri, dNTP-uri și tampon. Denaturarea probei ADN dublu catenar în ADN monocatenar se realizează prin ruperea legăturilor de hidrogen dintre bazele complementare la 94-98 ⁰C. Apoi sunt expuse un singur fir de ADN-șablon pentru primeri. O pereche de grunduri (înainte și înapoi) ar trebui să fie prevăzute și ar trebui să fie termostabile pentru a tolera temperaturi ridicate. Primerii sunt secvențe de ADN scurte monocatenare complementare la capetele fragmentului ADN țintă. Primerii sintetici sunt utilizați în PCR. Primerii se leagă cu bazele complementare ale probei de ADN și inițiază sinteza unei noi componente. Această etapă este catalizată de o enzimă numită Taq polimerază; o enzimă de polimerază ADN termostabilă izolată din Thermus auqaticus. Când sunt disponibile primeri și nucleotide (blocuri de construcție), Taq polimeraza construiește noua catenă de ADN complementară ADN-ului șablon. La sfârșitul programului PCR, fragmentul de ADN amplificat este observat utilizând electroforeza în gel. Dacă este necesară o analiză suplimentară, produsul PCR este purificat din gel.

PCR este foarte util pentru diagnosticarea și monitorizarea bolilor genetice și dobândite, identificarea infractorilor (în domeniul criminalisticilor), studierea structurii și funcției unui segment vizat de ADN, secvențierea și cartografierea genomilor de organisme etc. PCR a devenit o tehnică de laborator de rutină în laboratoarele de cercetare medicală și biologică moleculară în rândul oamenilor de știință, deoarece are o mare varietate de aplicații.

Figura 2: Reacția lanțului de polimerază

Care este diferența dintre Gene Cloning și PCR?

Gene Cloning vs PCR
Gene clonarea este procesul de a face mai multe copii ale unei gene specifice in vivo prin ADN recombinant și transformându-se într-o bacterie gazdă.	Tehnica PCR produce copii multiple ale unei secvențe ADN particulare in vitro prin cicluri repetate de reacții PCR.
Cerința de a construi ADN recombinant
ADN-ul recombinant este produs pentru a localiza gena.	ADN-ul recombinant nu este produs.
Nevoia de muncă
Acest proces este o forță de muncă intensivă.	Munca intensivă nu este necesară.
In vivo sau in vitro
Construcția ADN-ului recombinant este in vitro și amplificarea ADN-ului este in vivo.	Amplificarea ADN-ului se produce complet in vitro.

Rezumat - Gene Cloning vs PCR

Gene clonarea și PCR sunt două metode utilizate pentru amplificarea ADN-ului. PCR este un in vitro proces care face copii multiple ale ADN-ului unui fragment de ADN special, fără a utiliza ADN recombinant și un organism gazdă. Clonarea genelor este în primul rând un an in vivo proces care are ca rezultat copiile multiple ale unei gene interesate în interiorul organismului gazdă prin construirea ADN-ului recombinant. Aceasta este diferența dintre clonarea genetică și PCR.

Referinţă:
1. Griffiths, Anthony JF. "Clonarea unei gene specifice" Analiza genetică modernă. Biblioteca Națională de Medicină din S.U.A., 01 ianuarie 1999. Web. 22 februarie 2017
2. "Reacția lanțului de polimerază (PCR)". Centrul Național de Informare Biotehnologică. Biblioteca Națională de Medicină din S.U.A., n.d. Web. 22 februarie 2017

Datorită fotografiei:
1. "Figura 17 01 06" Prin CNX OpenStax - (CC BY 4.0) prin intermediul Commons Wikimedia
2. "PCR" Prin Madprime - Lucrare proprie (CC BY-SA 3.0) prin intermediul Commons Wikimedia