الفرق الرئيسي - PCR مقابل تكرار الحمض النووي
تكرار الحمض النووي هو عملية طبيعية تحدث في الكائنات الحية. يتضمن إنتاج نسختين متطابقتين من جزيء DNA. يعد تكرار الحمض النووي عملية بالغة الأهمية للوراثة البيولوجية. تنتقل المعلومات الجينية من الوالد إلى النسل ويرجع ذلك أساسًا إلى قدرة تكرار الحمض النووي. ومن ثم ، فهي عملية أساسية تحدث في جميع الكائنات الحية تقريبًا. تحدث هذه العملية في الجسم الحي. ومع ذلك ، يمكن إجراء تكرار الحمض النووي عبر الأساليب المختبرية أيضًا. تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) هو أحد الأساليب المختبرية لتكرار الحمض النووي. PCR هي طريقة تضخيم الحمض النووي يتم إجراؤها في المختبرات.ينتج آلاف إلى ملايين نسخ الحمض النووي من جزء أو جين مهتم من الحمض النووي. هناك اختلافات بين تكرار الحمض النووي في الجسم الحي و PCR. الفرق الرئيسي بين هذين هو أن PCR يتم إجراؤه في جهاز PCR في درجات حرارة ثابتة لإنتاج عدد كبير من نسخ الحمض النووي بينما يحدث تكرار الحمض النووي داخل الجسم عند درجة حرارة الجسم لإنتاج نسختين متطابقتين من جزيء DNA واحد.
ما هو PCR؟
تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) هو تقنية تضخيم الحمض النووي في المختبر يتم إجراؤها بشكل روتيني في المختبرات البيولوجية الجزيئية. مكنت هذه الطريقة من إنتاج آلاف إلى ملايين النسخ من جزء من الحمض النووي المهتم بشكل خاص. تم تقديم PCR بواسطة Kary Mullis في عام 1980. في هذه التقنية ، يتم استخدام الجزء المهتم من DNA كقالب لعمل النسخ. يستخدم الإنزيم المسمى Taq polymerase باعتباره إنزيم DNA polymerase ، وسوف يحفز تخليق خيوط جديدة من جزء DNA.ستعمل البادئات الموجودة في خليط PCR كنقاط بداية لملحقات الأجزاء. في نهاية تفاعل تفاعل البوليميراز المتسلسل ، يمكن الحصول على نسخ عديدة من عينة الحمض النووي.
يتم تضمين جميع المكونات الضرورية لعمل نسخ من الحمض النووي في خليط PCR. وهي عبارة عن عينة من الحمض النووي ، وبوليميراز الحمض النووي (بوليميراز طاق) ، والبادئات (البادئات الأمامية والعكسية) ، والنيوكليوتيدات (اللبنات الأساسية للحمض النووي) والمخزن. يتم تشغيل تفاعل PCR في جهاز PCR ، ويجب تغذيته بخليط PCR الصحيح وبرنامج PCR الصحيح. إذا كان خليط التفاعل والبرنامج صحيحين ، فإنه سينتج الكمية المطلوبة من نسخ قسم معين من الحمض النووي من كمية صغيرة جدًا من الحمض النووي.
هناك ثلاث خطوات رئيسية متضمنة في تفاعل تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) وهي تمسخ الطبيعة ، التلدين التمهيدي وتمديد حبلا. تحدث هذه الخطوات الثلاث عند ثلاث درجات حرارة مختلفة. يوجد الحمض النووي على شكل حلزون مزدوج تقطعت به السبل. يتم ربط خيطين بواسطة روابط هيدروجينية. قبل التضخيم ، يتم فصل الحمض النووي مزدوج الشريطة بإعطاء درجة حرارة عالية.عند درجة حرارة عالية ، يتم تغيير طبيعة الحمض النووي مزدوج الشريطة إلى خيوط مفردة. ثم تصلب البادئات مع الأطراف المرافقة للجزء المهتم أو جين الحمض النووي. التمهيدي هو قطعة قصيرة من الحمض النووي أحادي السلسلة مكمل لنهايات التسلسل المستهدف. تصلب البادئات الأمامية والعكسية مع القواعد التكميلية في الأطراف المرافقة لعينة الحمض النووي المشوه عند درجة حرارة التلدين.
عندما يتم تلدين البادئات بالحمض النووي ، يبدأ إنزيم Taq polymerase تخليق الخيوط الجديدة عن طريق إضافة نيوكليوتيدات مكملة لقالب الحمض النووي. طق بوليميراز هو إنزيم مستقر للحرارة يتم عزله من بكتيريا محبة للحرارة تسمى Thermus aquaticus. يحافظ محلول PCR المؤقت على الظروف المثلى لعمل بوليميراز Taq. يتم تكرار هذه المراحل الثلاث من تفاعل تفاعل البوليميراز المتسلسل لإنتاج الكمية المطلوبة من منتج تفاعل البوليميراز المتسلسل. في كل تفاعل PCR ، يتضاعف عدد نسخة DNA. ومن ثم ، يمكن ملاحظة تضخيم أسي في تفاعل البوليميراز المتسلسل.يمكن ملاحظة منتج تفاعل البوليميراز المتسلسل باستخدام الرحلان الكهربائي للهلام لأنه ينتج كمية مرئية من الحمض النووي على مادة هلامية ويمكن تنقيته لإجراء مزيد من الدراسات مثل التسلسل وما إلى ذلك.
الشكل 01: PCR
PCR هي أداة قيمة في البحوث الطبية والبيولوجية. لا سيما في دراسات الطب الشرعي ، فإن تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) له قيمة هائلة لأنه يمكنه تضخيم الحمض النووي للدراسات من العينات الصغيرة للمجرمين وإنشاء ملفات تعريف الحمض النووي الخاصة بالطب الشرعي. يستخدم PCR على نطاق واسع في العديد من مجالات البيولوجيا الجزيئية بما في ذلك ، التنميط الجيني ، واستنساخ الجينات ، واكتشاف الطفرات ، وتسلسل الحمض النووي ، والمصفوفات الدقيقة للحمض النووي واختبار الأبوة إلخ.
ما هو نسخ الحمض النووي؟
يشار إلى تكرار الحمض النووي إلى العملية التي تنتج نسختين متطابقتين من الحمض النووي من جزيء DNA واحد. إنها عملية مهمة للوراثة البيولوجية.يحدث تكرار الحمض النووي في جميع الكائنات الحية. يجب تكرار جينوم الخلية الأم من أجل تسليم الجينوم إلى الخلية الوليدة. تتكون عملية تكرار الحمض النووي من ثلاث خطوات رئيسية تسمى البدء والاستطالة والإنهاء. يتم تحفيز هذه الخطوات بواسطة إنزيمات مختلفة. يبدأ تكرار الحمض النووي من الموقع المسمى أصل النسخ المتماثل في جينوم الخلايا. في الجينوم ، يوجد الحمض النووي في شكل مزدوج تقطعت به السبل. يتم فصل هذين الخيطين في بداية تكرار الحمض النووي ، ويتم ذلك بواسطة هليكاز الحمض النووي المعتمد على ATP. يعد تفكك الحمض النووي هو الحدث الرئيسي الذي يحدث في خطوة البدء. باستخدام خيوط الحمض النووي المنفصلة كقوالب ، يقوم بوليميراز الحمض النووي بتركيب الخيوط التكميلية الجديدة لخيوط القالب في اتجاه 5 "إلى 3". هذه هي الخطوة التي تسمى الاستطالة. يحدث الإنهاء عندما تلتقي شوكتا النسخ المتماثل مع بعضهما البعض على الطرف المقابل للكروموسوم الأبوي.
الشكل 02: تكرار الحمض النووي
بخلاف بوليميراز الحمض النووي ، تشارك العديد من الإنزيمات مثل DNA primase و DNA hellase و DNA ligase و Topoisomerase في تكرار الحمض النووي. من السمات الخاصة لتكاثر الحمض النووي في الجسم الحي أنه ينتج شظايا أوكازاكي. يتم تشكيل خصلة واحدة بشكل مستمر بينما تتشكل الأخرى في قطع صغيرة.
ما هي أوجه التشابه بين PCR وتكرار الحمض النووي؟
- في كل من تكرار PCR و DNA ، يتم فصل الحمض النووي مزدوج الشريطة عن بعضهما البعض.
- في كل من عمليات تكرار PCR و DNA ، يتم نسخ الحمض النووي.
- كل من عمليات تكرار تفاعل البوليميراز المتسلسل والحمض النووي مهمة حقًا.
- في كل من عمليات تكرار PCR و DNA ، يشارك إنزيم بوليميريز DNA.
ما هو الفرق بين PCR وتكرار الحمض النووي؟
PCR مقابل النسخ المتماثل للحمض النووي |
|
| PCR هي طريقة في المختبر لتضخيم الحمض النووي حيث يتم إنتاج آلاف إلى ملايين نسخ الحمض النووي. | تكرار الحمض النووي هو عملية طبيعية تنتج نسختين متطابقتين من الحمض النووي من جزيء DNA واحد. |
| خطوات | |
| يحتوي PCR على ثلاث خطوات ؛ تمسخ ، التلدين التمهيدي وتمديد حبلا. | نسخ DNA له ثلاث خطوات ؛ البدء والاستطالة والإنهاء. |
| مشاركة البرايمر | |
| يحتاج PCR إلى بادئات اصطناعية. | لا يحتاج استنساخ الحمض النووي إلى مواد أولية اصطناعية. جزء قصير من الحمض النووي الريبي متورط في تكرار الحمض النووي. |
| تغيير طبيعة الخيوط المزدوجة | |
| يتم فصل الخيوط المزدوجة عن طريق تطبيق درجة حرارة عالية في PCR. | يتم فصل الخيوط المزدوجة عن بعضها البعض بواسطة إنزيم DNA هيليكاز في تكرار الحمض النووي. |
| إنزيم متضمن | |
| يستخدم PCR بوليميريز طق. | نسخ الحمض النووي يستخدم بوليميريز الحمض النووي. |
| درجة الحرارة | |
| يحدث تفاعل البوليميراز المتسلسل عند ثلاث درجات حرارة مختلفة داخل الجهاز. | يحدث تكرار الحمض النووي في درجة حرارة الجسم داخل جسم الكائن الحي. |
| في الجسم الحي أو المختبر | |
| PCR هي طريقة في المختبر. | استنساخ الحمض النووي هو طريقة في الجسم الحي. |
ملخص - PCR vs DNA Replication
تكرار الحمض النووي هو عملية إنتاج نسختين متطابقتين من الحمض النووي من جزيء DNA واحد. يحدث في جميع الكائنات الحية لأنه يوفر طريقة لإعطاء المعلومات الجينية من الوالدين إلى النسل. يتكون من ثلاث خطوات محفزة إنزيميًا وهي البدء والاستطالة والإنهاء. يمكن إجراء تكرار الحمض النووي بشكل مصطنع في المختبر. PCR هي إحدى طرق إنتاج عدد كبير من نسخ الحمض النووي من الحمض النووي المهتم. يتم إجراء تفاعل البوليميراز المتسلسل بشكل روتيني في المختبرات البيولوجية الجزيئية لأنه طريقة سهلة لإنتاج نسخ من الحمض النووي. هذا هو الفرق بين PCR وتكرار الحمض النووي.
