Mahalagang Pagkakaiba – PCR vs DNA Replication
Ang DNA replication ay isang natural na proseso na nangyayari sa mga buhay na organismo. Kabilang dito ang paggawa ng dalawang magkaparehong kopya ng isang molekula ng DNA. Ang pagtitiklop ng DNA ay isang napakahalagang proseso ng biological inheritance. Ang genetic na impormasyon ay ipinapasa mula sa magulang hanggang sa mga supling higit sa lahat dahil sa kakayahan ng pagtitiklop ng DNA. Samakatuwid, ito ay isang mahalagang proseso na nangyayari sa halos lahat ng nabubuhay na organismo. Ang prosesong ito ay nangyayari sa vivo. Gayunpaman, ang pagtitiklop ng DNA ay maaaring gawin din sa pamamagitan ng mga in vitro na pamamaraan. Ang Polymerase Chain Reaction (PCR) ay isang in vitro na paraan ng pagtitiklop ng DNA. Ang PCR ay isang paraan ng amplification ng DNA na ginagawa sa mga laboratoryo. Gumagawa ito ng libu-libo hanggang milyon-milyong kopya ng DNA mula sa isang interesadong fragment ng DNA o isang gene. May mga pagkakaiba sa pagitan ng in vivo DNA replication at PCR. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dalawang ito ay ang PCR ay ginagawa sa isang PCR machine sa pinapanatili na temperatura upang makagawa ng malaking bilang ng mga kopya ng DNA habang ang pagtitiklop ng DNA ay nangyayari sa loob ng katawan sa temperatura ng katawan upang makagawa ng dalawang magkaparehong kopya ng isang molekula ng DNA.
Ano ang PCR?
Ang Polymerase Chain Reaction (PCR) ay isang in vitro DNA amplification technique na karaniwang ginagawa sa Molecular Biological laboratories. Ang pamamaraang ito ay nagbigay-daan sa paggawa ng libu-libo hanggang milyon-milyong kopya ng partikular na interesadong fragment ng DNA. Ang PCR ay ipinakilala ni Kary Mullis noong 1980. Sa pamamaraang ito, ang interesadong fragment ng DNA ay nagsisilbing template para sa paggawa ng mga kopya. Ang enzyme na tinatawag na Taq polymerase ay ginagamit bilang DNA polymerase enzyme, at ito ay mag-catalyze sa synthesis ng mga bagong strand ng DNA fragment. Ang mga panimulang aklat na nasa pinaghalong PCR ay gagana bilang mga panimulang punto para sa mga extension ng fragment. Sa pagtatapos ng reaksyon ng PCR, maraming kopya ng sample na DNA ang maaaring makuha.
Lahat ng sangkap na kailangan para makagawa ng mga kopya ng DNA ay kasama sa PCR mixture. Ang mga ito ay sample ng DNA, DNA polymerase (Taq polymerase), primers (forward at reverse primers), nucleotides (building blocks ng DNA) at isang buffer. Ang PCR reaction ay pinapatakbo sa isang PCR machine, at dapat itong pakainin ng tamang PCR mixture at tamang PCR program. Kung tama ang reaction mixture at ang program, gagawa ito ng kinakailangang dami ng mga kopya ng isang partikular na seksyon ng DNA mula sa napakaliit na halaga ng DNA.
May tatlong pangunahing hakbang na kasangkot sa isang reaksyon ng PCR katulad ng denaturation, primer annealing at strand extension. Ang tatlong hakbang na ito ay nangyayari sa tatlong magkakaibang temperatura. Umiiral ang DNA bilang isang double-stranded helix. Dalawang hibla ay pinagbuklod ng mga bono ng hydrogen. Bago ang amplification, ang double-stranded na DNA ay pinaghihiwalay sa pamamagitan ng pagbibigay ng mataas na temperatura. Sa mataas na temperatura, ang double-stranded na DNA ay na-denatured sa mga single strand. Pagkatapos ang mga panimulang aklat ay sumasama sa mga gilid na dulo ng interesadong fragment o ang gene ng DNA. Ang panimulang aklat ay isang maikling piraso ng single-stranded na DNA na pantulong sa mga dulo ng target na sequence. Ang mga forward at reverse primer ay nag-aanne gamit ang mga complementary base sa mga gilid na dulo ng denatured sample DNA sa annealing temperature.
Kapag ang mga primer ay nilagyan ng DNA, ang Taq polymerase enzyme ay nagpapasimula ng synthesis ng mga bagong strand sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga nucleotide na pantulong sa template na DNA. Ang Taq polymerase ay isang heat stable na enzyme na nakahiwalay sa isang thermophilic bacterium na tinatawag na Thermus aquaticus. Pinapanatili ng PCR buffer ang pinakamainam na kondisyon para sa pagkilos ng Taq polymerase. Ang tatlong yugto ng reaksyon ng PCR ay paulit-ulit upang makagawa ng kinakailangang halaga ng produkto ng PCR. Sa bawat reaksyon ng PCR, dumoble ang bilang ng kopya ng DNA. Samakatuwid, ang isang exponential amplification ay maaaring maobserbahan sa PCR. Maaaring maobserbahan ang produkto ng PCR gamit ang gel electrophoresis dahil gumagawa ito ng nakikitang dami ng DNA sa isang gel at maaari itong linisin para sa karagdagang pag-aaral tulad ng sequencing atbp.
Figure 01: PCR
Ang PCR ay isang mahalagang tool sa medikal at biological na pananaliksik. Lalo na sa forensic na pag-aaral, ang PCR ay may napakalaking halaga dahil maaari nitong palakihin ang DNA para sa mga pag-aaral mula sa maliliit na sample ng mga kriminal at gumawa ng forensic DNA profile. Ang PCR ay malawakang ginagamit sa maraming bahagi ng Molecular biology kabilang ang, genotyping, gene cloning, mutation detection, DNA sequencing, DNA microarrays at paternity testing atbp.
Ano ang DNA Replication?
Ang DNA replication ay tinutukoy sa prosesong gumagawa ng dalawang magkaparehong kopya ng DNA mula sa isang molekula ng DNA. Ito ay isang mahalagang proseso ng biological inheritance. Ang pagtitiklop ng DNA ay nangyayari sa lahat ng nabubuhay na organismo. Ang genome ng parent cell ay dapat na kopyahin upang maibigay ang genome sa daughter cell. Ang proseso ng pagtitiklop ng DNA ay may tatlong pangunahing hakbang na tinatawag na initiation, elongation at termination. Ang mga hakbang na ito ay na-catalyze ng iba't ibang mga enzyme. Ang pagtitiklop ng DNA ay nagsisimula sa lokasyong tinatawag na pinagmulan ng pagtitiklop sa genome ng mga selula. Sa genome, ang DNA ay umiiral sa double-stranded form. Ang dalawang strand na ito ay pinaghihiwalay sa simula ng pagtitiklop ng DNA, at ginagawa ito ng ATP dependent DNA helicase. Ang pag-unwinding ng DNA ay ang pangunahing kaganapan na nangyayari sa hakbang ng pagsisimula. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga pinaghiwalay na DNA strands bilang mga template, ang DNA polymerase ay nag-synthesize ng mga bagong complementary strands ng template strands sa 5' hanggang 3' na direksyon. Ito ang hakbang na tinatawag na elongation. Ang pagwawakas ay nangyayari kapag ang dalawang replication fork ay nagtagpo sa isa't isa sa magkabilang dulo ng parental chromosome.
Figure 02: DNA Replication
Bukod sa DNA polymerase, ilang enzyme gaya ng DNA primase, DNA helicase, DNA ligase at Topoisomerase ang kasangkot sa DNA replication. Ang isang espesyal na tampok ng in vivo DNA replication ay ang paggawa nito ng mga fragment ng Okazaki. Ang isang strand ay tuluy-tuloy na nabubuo habang ang iba ay nabubuo sa maliliit na piraso.
Ano ang Mga Pagkakatulad sa Pagitan ng PCR at DNA Replication?
- Sa parehong PCR at DNA replication, ang double-stranded na DNA ay hiwalay sa isa't isa.
- Sa parehong proseso ng PCR at DNA replication, kinokopya ang DNA.
- Ang mga proseso ng pagtitiklop ng PCR at DNA ay talagang mahalaga.
- Sa parehong mga proseso ng PCR at DNA replication, ang DNA polymerase enzyme ay kasangkot.
Ano ang Pagkakaiba sa pagitan ng PCR at DNA Replication?
PCR vs DNA Replication |
|
| Ang PCR ay isang in vitro na paraan ng DNA amplification kung saan libu-libo hanggang milyon-milyong kopya ng DNA ang nagagawa. | Ang DNA Replication ay isang natural na proseso na gumagawa ng dalawang magkaparehong kopya ng DNA mula sa isang molekula ng DNA. |
| Hakbang | |
| Ang PCR ay may tatlong hakbang; denaturation, primer annealing at strand extension. | Ang DNA Replication ay may tatlong hakbang; pagsisimula, pagpahaba at pagwawakas. |
| Paglahok ng mga Primer | |
| PCR ay nangangailangan ng mga artipisyal na panimulang aklat. | DNA Replication ay hindi nangangailangan ng mga artipisyal na panimulang aklat. Ang isang maikling fragment ng RNA ay kasangkot sa pagtitiklop ng DNA. |
| Pag-denaturing ng Double-Strand | |
| Ang mga double strand ay pinaghihiwalay sa pamamagitan ng paglalagay ng mataas na temperatura sa PCR. | Ang mga double strand ay pinaghihiwalay sa isa't isa ng enzyme DNA helicase sa DNA Replication. |
| Kasangkot ang Enzyme | |
| Gumagamit ang PCR ng Taq polymerase. | DNA Replication ay gumagamit ng DNA polymerase. |
| Temperature | |
| Ang PCR ay nangyayari sa tatlong magkakaibang temperatura sa loob ng isang makina. | DNA Replication ay nangyayari sa temperatura ng katawan sa loob ng katawan ng buhay na organismo. |
| In vivo o In vitro | |
| Ang PCR ay isang in vitro method. | Ang DNA Replication ay isang in vivo method. |
Buod – PCR vs DNA Replication
Ang DNA replication ay isang proseso ng paggawa ng dalawang magkaparehong kopya ng DNA mula sa isang molekula ng DNA. Ito ay nangyayari sa lahat ng nabubuhay na organismo dahil nag-aalok ito ng paraan ng pagbibigay ng genetic na impormasyon mula sa magulang hanggang sa mga supling. Binubuo ito ng tatlong enzymatically catalyzed na mga hakbang katulad ng pagsisimula, pagpahaba at pagwawakas. Ang pagtitiklop ng DNA ay maaaring gawin nang artipisyal sa lab. Ang PCR ay isang paraan ng paggawa ng malaking bilang ng mga kopya ng DNA mula sa interesadong DNA. Ang PCR ay regular na ginagawa sa molecular biological laboratories dahil ito ay isang madaling paraan ng paggawa ng mga kopya ng DNA. Ito ang pagkakaiba sa pagitan ng PCR at DNA replication.
