Diferència clau: PCR vs replicació d'ADN
La replicació de l'ADN és un procés natural que es produeix en els organismes vius. Implica la producció de dues còpies idèntiques d'una molècula d'ADN. La replicació de l'ADN és un procés extremadament important d'herència biològica. La informació genètica es transmet dels pares a la descendència principalment a causa de la capacitat de replicació de l'ADN. Per tant, és un procés essencial que es produeix en gairebé tots els organismes vius. Aquest procés es produeix in vivo. Tanmateix, la replicació de l'ADN també es pot fer mitjançant mètodes in vitro. La reacció en cadena de la polimerasa (PCR) és un d'aquests mètodes in vitro de replicació de l'ADN. La PCR és un mètode d'amplificació d'ADN realitzat en laboratoris. Produeix entre milers i milions de còpies d'ADN a partir d'un fragment d'ADN o d'un gen interessat. Hi ha diferències entre la replicació de l'ADN in vivo i la PCR. La diferència clau entre aquests dos és que la PCR es realitza en una màquina de PCR a temperatures mantingudes per produir un gran nombre de còpies d'ADN, mentre que la replicació de l'ADN es produeix dins del cos a temperatura corporal per produir dues còpies idèntiques d'una sola molècula d'ADN..
Què és la PCR?
La reacció en cadena de la polimerasa (PCR) és una tècnica d'amplificació d'ADN in vitro que es realitza habitualment als laboratoris de Biologia Molecular. Aquest mètode va permetre la producció de milers o milions de còpies d'un fragment d'ADN especialment interessat. La PCR va ser introduïda per Kary Mullis l'any 1980. En aquesta tècnica, el fragment interessat d'ADN serveix com a plantilla per fer còpies. L'enzim anomenat Taq polimerasa s'utilitza com a enzim ADN polimerasa i catalitzarà la síntesi de noves cadenes del fragment d'ADN. Els cebadors que es troben a la barreja de PCR funcionaran com a punts de partida per a les extensions de fragments. Al final de la reacció de PCR, es poden obtenir moltes còpies de la mostra d'ADN.
Tots els ingredients necessaris per fer còpies d'ADN s'inclouen a la barreja de PCR. Són mostres d'ADN, DNA polimerasa (Taq polimerasa), cebadors (primers directes i inversos), nucleòtids (blocs de construcció de l'ADN) i un tampó. La reacció de PCR s'executa en una màquina de PCR i s'ha d'alimentar amb la barreja de PCR correcta i el programa de PCR correcte. Si la barreja de reacció i el programa són correctes, produirà la quantitat necessària de còpies d'una secció concreta d'ADN a partir d'una quantitat molt petita d'ADN.
Hi ha tres passos principals implicats en una reacció de PCR, és a dir, la desnaturalització, el recuit del primer i l'extensió de la cadena. Aquests tres passos es produeixen a tres temperatures diferents. L'ADN existeix com una hèlix de doble cadena. Dues cadenes estan unides per ponts d'hidrogen. Abans de l'amplificació, l'ADN de doble cadena es separa donant una temperatura elevada. A alta temperatura, l'ADN de doble cadena es va desnaturalitzar en cadenes simples. A continuació, els cebadors es recueixen amb els extrems flanquejants del fragment interessat o del gen de l'ADN. El primer és un tros curt d'ADN monocatenari que és complementari als extrems de la seqüència diana. Els cebadors directes i inversos recuit amb les bases complementàries als extrems flanquejants de la mostra d'ADN desnaturalitzada a la temperatura de recuit.
Quan els cebadors es recopilen amb ADN, l'enzim polimerasa Taq inicia la síntesi de les noves cadenes afegint nucleòtids que són complementaris a l'ADN plantilla. La polimerasa Taq és un enzim termoestable que s'aïlla d'un bacteri termòfil anomenat Thermus aquaticus. El tampó de PCR manté les condicions òptimes per a l'acció de la polimerasa Taq. Aquestes tres etapes de la reacció de PCR es repeteixen per produir la quantitat necessària del producte de PCR. A cada reacció de PCR, el nombre de còpies d'ADN es duplica. Per tant, es pot observar una amplificació exponencial a la PCR. El producte de PCR es pot observar mitjançant electroforesi en gel, ja que produeix la quantitat visible d'ADN en un gel i es pot purificar per a estudis posteriors, com ara seqüenciació, etc.
Figura 01: PCR
PCR és una eina valuosa en investigació mèdica i biològica. Especialment en estudis forenses, la PCR té un valor immens, ja que pot amplificar l'ADN per a estudis a partir de mostres minúscules dels delinqüents i fer perfils d'ADN forenses. La PCR s'utilitza àmpliament en moltes àrees de la biologia molecular, com ara genotipat, clonació de gens, detecció de mutacions, seqüenciació d'ADN, microarrays d'ADN i proves de paternitat, etc.
Què és la replicació de l'ADN?
La replicació de l'ADN es refereix al procés que produeix dues còpies idèntiques d'ADN a partir d'una molècula d'ADN. És un procés important d'herència biològica. La replicació de l'ADN es produeix en tots els organismes vius. El genoma de la cèl·lula mare s'ha de replicar per tal de lliurar el genoma a la cèl·lula filla. El procés de replicació de l'ADN té tres passos principals anomenats iniciació, allargament i terminació. Aquests passos són catalitzats per diferents enzims. La replicació de l'ADN comença des del lloc anomenat origen de la replicació en el genoma de les cèl·lules. En el genoma, l'ADN existeix en forma de doble cadena. Aquestes dues cadenes es separen al començament de la replicació de l'ADN, i es fa per l'helicasa d'ADN dependent de l'ATP. El desenrotllament de l'ADN és l'esdeveniment principal que es produeix en l'etapa d'iniciació. Mitjançant l'ús de cadenes d'ADN separades com a plantilles, l'ADN polimerasa sintetitza les noves cadenes complementàries de les cadenes de plantilla en direcció 5' a 3'. Aquest és el pas anomenat allargament. La terminació es produeix quan les dues forquilles de replicació es troben a l'extrem oposat del cromosoma parental.
Figura 02: Replicació de l'ADN
A part de l'ADN polimerasa, diversos enzims com l'ADN primasa, l'ADN helicasa, l'ADN lligasa i la topoisomerasa estan implicats en la replicació de l'ADN. Una característica especial de la replicació de l'ADN in vivo és que produeix fragments d'Okazaki. Un fil es forma contínuament mentre que l' altre es forma en trossos petits.
Quines similituds hi ha entre la PCR i la replicació de l'ADN?
- Tant en la replicació de la PCR com de l'ADN, l'ADN de doble cadena es separa l'un de l' altre.
- Tant en els processos de replicació de PCR com d'ADN, l'ADN es copia.
- Tant els processos de replicació de la PCR com de l'ADN són molt importants.
- Tant en els processos de replicació de l'ADN com de la PCR, l'enzim ADN polimerasa està implicat.
Quina diferència hi ha entre la PCR i la replicació de l'ADN?
PCR vs replicació d'ADN |
|
| PCR és un mètode in vitro d'amplificació d'ADN en què es produeixen milers i milions de còpies d'ADN. | La replicació de l'ADN és un procés natural que produeix dues còpies idèntiques d'ADN a partir d'una molècula d'ADN. |
| passos | |
| PCR té tres passos; desnaturalització, recuit d'imprimació i extensió de cadena. | La replicació de l'ADN té tres passos; iniciació, allargament i terminació. |
| Implicació de primers | |
| La PCR necessita primers artificials. | La replicació de l'ADN no necessita cebadors artificials. Un petit fragment d'ARN està implicat en la replicació de l'ADN. |
| Desnaturalització de les cadenes dobles | |
| Les cadenes dobles es separen aplicant una temperatura elevada en PCR. | Les cadenes dobles estan separades entre si per l'enzim ADN helicasa en la replicació de l'ADN. |
| Enzim implicat | |
| PCR utilitza Taq polimerasa. | La replicació de l'ADN utilitza l'ADN polimerasa. |
| Temperatura | |
| PCR es produeix a tres temperatures diferents dins d'una màquina. | La replicació de l'ADN es produeix a la temperatura corporal dins del cos de l'organisme viu. |
| In vivo o in vitro | |
| PCR és un mètode in vitro. | La replicació de l'ADN és un mètode in vivo. |
Resum: PCR vs replicació d'ADN
La replicació de l'ADN és un procés de producció de dues còpies idèntiques d'ADN a partir d'una sola molècula d'ADN. Es presenta en tots els organismes vius, ja que ofereix un mètode per donar la informació genètica dels pares a la descendència. Consta de tres passos catalitzats enzimàticament: iniciació, allargament i terminació. La replicació de l'ADN es pot fer artificialment al laboratori. La PCR és una manera de produir un gran nombre de còpies d'ADN a partir de l'ADN interessat. La PCR es realitza habitualment en laboratoris de biologia molecular, ja que és un mètode fàcil de produir còpies d'ADN. Aquesta és la diferència entre la PCR i la replicació de l'ADN.
