Verschil tussen PCR en DNA Sequencing | PCR vs DNA Sequencing

Belangrijkste verschillen - PCR vs DNA Sequencing

PCR en DNA sequencing zijn twee belangrijke technieken in Moleculaire Biologie. Polymerase Chain Reaction (PCR) is het proces dat een groot aantal kopieën van een DNA fragment maakt. DNA sequencing is de techniek die resulteert in de precieze volgorde van de nucleotiden van een gegeven DNA fragment . Dit is het belangrijkste verschil tussen PCR en DNA sequencing. PCR is een van de belangrijkste stappen die betrokken zijn bij DNA-sequencing.

INHOUD

1. Overzicht en sleutelverschil

2. Wat is PCR

3. Wat is DNA Sequencing

4. Vergelijking naast elkaar - PCR versus DNA-sequencing

5. Samenvatting

Wat is PCR?

Polymerase Chain Reaction (PCR) is een DNA-amplificatie techniek die wordt gebruikt in Moleculaire Biologie. Het produceert duizenden miljoenen exemplaren van een bepaald DNA fragment. Deze werkwijze werd ontwikkeld door Kary Mullis in 1983. In deze techniek dient het fragment van DNA dat wordt geamplificeerd als de sjabloon en DNA-polymerase-enzym voegt complementaire nucleotiden toe aan de primer die beschikbaar is in het PCR-mengsel. Aan het eind van de PCR-reactie worden veel exemplaren van het monster DNA gesynthetiseerd.

Er zijn verschillende componenten van het PCR-mengsel, waaronder DNA, DNA-polymerase (Taq polymerase), primers (voorwaartse en omgekeerde primers), nucleotiden (bouwstenen van DNA) en een buffer. PCR gebeurt in een PCR-machine, en het juiste PCR-mengsel moet in de machine geladen worden en het juiste programma moet worden aangedreven. Deze techniek maakt het mogelijk om duizenden miljoenen kopieën van een bepaalde sectie van DNA uit een zeer kleine hoeveelheid DNA te produceren.

PCR reacties gebeuren op een cyclische manier om de zichtbare hoeveelheid PCR producten op een gel te produceren. Er zijn drie belangrijke stappen betrokken bij een PCR-reactie, namelijk denaturatie, primerglans en strengverlenging zoals getoond in Figuur 01. Deze drie stappen treffen zich bij drie verschillende temperaturen. DNA bestaat in dubbelstrengige vorm door waterstofbindingen tussen de complementaire basen. Vóór implicatie moet dubbelstrengs DNA van elkaar worden gescheiden. Het wordt gedaan door een hoge temperatuur te geven. Bij een hoge temperatuur denatureren dubbelstrengs DNA in enkele strengen. Dan moeten de primers dichter bij de flankerende uiteinden van het specifieke fragment of het gen van het DNA komen. Primer is een kort stuk enkelvoudig DNA dat complementair is aan de doelgroep. Voorwaartse en omgekeerde primers anneal met de complementaire basen aan de flankerende uiteinden van het gedenatureerde monster DNA bij de annealingstemperatuur.Primers moeten hittebestendig zijn. Zodra primers anneal met monster DNA, taq polymerase enzym initieert de synthese van de nieuwe strengen door het toevoegen van nucleotiden die complementair zijn aan het doel DNA. Taq polymerase is een hittebestendig enzym geïsoleerd uit een thermofiele bacterie genaamd Thermus aquaticus. PCR buffer handhaaft de optimale condities voor de taq polymerase werking. Deze drie stadia van PCR reacties worden herhaald om de vereiste hoeveelheid PCR product te produceren. Na elke PCR-reactie wordt het aantal van de DNA-kopie verdubbeld. Derhalve kan een exponentiële amplificatie in PCR waargenomen worden. PCR producten kunnen waargenomen worden met gelelektroforese en kunnen worden gezuiverd voor verdere studies.

Figuur 01: Belangrijke stappen van een PCR-reactie

PCR is een waardevol instrument in medisch en biologisch onderzoek. PCR heeft een speciale waarde in forensische wetenschap, omdat het DNA kan versterken voor studies uit de kleine monsters van de criminelen en maken forensische DNA profielen. PCR wordt op grote schaal gebruikt in veel gebieden van moleculaire biologie, waaronder genotypering, genkloning, mutatie detectie, DNA sequencing, DNA microarrays en vaderschapstests, enz.

Figuur 02: Polymerase Chain Reaction

Wat is DNA Sequencing?

DNA sequencing is de bepaling van een nauwkeurige volgorde van de nucleotiden - adenine, guanine, cytosine en thymine in een gegeven DNA fragment. Genetische informatie wordt opgeslagen in de DNA sequenties met behulp van de juiste volgorde van de nucleotiden. Daarom is het vinden van de nauwkeurige volgorde van de nucleotiden in een DNA fragment zeer belangrijk om te weten over de structuur en functie van de genen.

DNA sequencing protocol omvat verschillende processen. De eerste stap is de isolatie van geïnteresseerd DNA of genomisch DNA van een organisme. Met behulp van PCR (zoals hierboven beschreven), moet het gewenste gebied van het DNA worden geamplificeerd. Versterkte PCR-product moet gescheiden worden door de gelelektroforese en gezuiverd worden. Versterkte fragmenten worden geserveerd als templates voor sequencing. Sequencing kan worden uitgevoerd, afhankelijk van Sanger sequencing of high-through sequencing methode. Sanger sequencing vereist capillair elektroforese van resulterende DNA fragmenten. Bepaling van de juiste nucleotide volgorde kan worden gedaan door handmatige aflezing van autoradiografen of gebruik van geautomatiseerde DNA sequencers.

Gene sequencing draagt bij aan het menselijk genoom project en vergemakkelijkt de mapping van het menselijk genoom in 2003. In forensics heeft DNA sequencing de identificatie van individuen mogelijk die unieke DNA sequenties tonen en de criminelen identificeren. In de geneeskunde kan DNA sequencing worden gebruikt om de genen die verantwoordelijk zijn voor genetische en andere ziekten te detecteren, defectgenen te vinden en ze te vervangen door de juiste genen. In de landbouw wordt DNA-sequentie informatie van sommige micro-organismen gebruikt om transgene gewassen te produceren met economisch gewenste eigenschappen.

Figuur 03: DNA Sequencing

Wat is het verschil tussen PCR en DNA Sequencing?

- diff Artikel Midden voor Tabel ->

PCR vs DNA Sequencing
PCR proces creëert duizenden miljoenen exemplaren van het geïnteresseerde DNA fragment.	DNA sequencing is het proces van het bepalen van de precieze volgorde van de nucleotiden in een gegeven DNA fragment.
Uitkomst
PCR maakt duizenden miljoenen kopieën van een bepaald DNA-fragment	Dit resulteert in de juiste volgorde van de basen in een bepaald DNA-fragment.
Betrokkenheid van ddNTPs
PCR vereist geen ddNTPs. Het maakt gebruik van dNTPs.	DNA-sequencing vereist dat ddNTPs strandvorming beëindigen.

Samenvatting - PCR vs DNA Sequencing

PCR en DNA sequencing zijn zeer belangrijke hulpmiddelen in veel gebieden van Moleculaire Biologie. Versterking van de DNA-fragmenten wordt gedaan door de PCR-techniek terwijl de juiste volgorde van de nucleotiden van een DNA-fragment wordt bepaald door de DNA-sequentiebepaling. Dit is het verschil tussen PCR en DNA sequencing.

Referentie:

1. "Polymerase Chain Reaction (PCR). "Nationaal Centrum voor Biotechnologie Informatie. U. S. National Library of Medicine, n. d. Web. 21 februari 2017.

2. Shendure, Jay en Hanlee Ji. "DNA-sequentiebepaling van de volgende generatie. "Nature News. Nature Publishing Group, 09 oktober 2008. Web. 21 februari 2017

Image Courtesy:

1. "PCR Stappen" Door Tinojasontran - Eigen werk (Openbaar domein) via Commons Wikimedia

2. "Polymerase chain reaction" Door Enzoklop - Eigen werk (CC BY-SA 3. 0) via Commons Wikimedia

3. "DNA-volgorde" Door Sjef - Eigen werk (Openbaar domein) via Commons Wikimedia