PCR ve DNA Dizilimi Arasındaki Fark

Anahtar Fark - PCR ve DNA Sıralaması
 

PCR ve DNA dizilimi Moleküler Biyolojide iki önemli tekniktir. Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR), bir DNA fragmanının çok sayıda kopyasını oluşturan işlemdir. DNA dizilimi, belirli bir DNA fragmanının nükleotitlerinin kesin sırasıyla sonuçlanan tekniktir. Bu, PCR ve DNA dizilimi arasındaki temel farktır. PCR, DNA dizilemesinde önemli adımlardan biridir.

İÇİNDEKİLER
1. Genel Bakış ve Temel Fark
2. PCR nedir
3. DNA Sekanslama nedir
4. Yan Yana Karşılaştırma - PCR ve DNA Sekanslama
5. Özet

PCR nedir?

Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR), Moleküler Biyolojide kullanılan bir DNA amplifikasyon tekniğidir. Belirli bir DNA parçasının binlerce ila milyonlarca kopyasını üretir. Bu yöntem, 1983 yılında Kary Mullis tarafından geliştirilmiştir. Bu teknikte, amplifiye edilecek DNA parçası, şablon görevi görür ve DNA polimeraz enzimi, PCR karışımında bulunan primere tamamlayıcı nükleotitler ekler. PCR reaksiyonunun sonunda, örnek DNA'nın birçok kopyası sentezlenir.

PCR karışımının DNA, DNA polimeraz (Taq polimeraz), primerler (ileri ve geri primerler), nükleotitler (DNA'nın yapı taşları) ve bir tampon dahil olmak üzere farklı bileşenleri vardır. PCR, bir PCR makinesinin içinde gerçekleşir ve makineye doğru PCR karışımı yüklenmeli ve doğru program çalıştırılmalıdır. Bu teknik, çok az miktarda DNA'dan belirli bir DNA bölümünün binlerce ila milyonlarca kopyasının üretilmesini sağlar.

PCR reaksiyonları, bir jel üzerinde görünür miktarda PCR ürünü üretmek için döngüsel bir şekilde meydana gelir. PCR reaksiyonunda, Şekil 01'de gösterildiği gibi denatürasyon, primer tavlama ve iplik uzaması gibi üç ana adım vardır. Bu üç adım, üç farklı sıcaklıkta meydana gelir. DNA, tamamlayıcı bazlar arasındaki hidrojen bağları ile çift sarmal formda bulunur. Uygulamadan önce, çift sarmallı DNA birbirinden ayrılmalıdır. Yüksek sıcaklık verilerek yapılır. Yüksek sıcaklıkta, çift sarmallı DNA denatini tek sarmal haline getirir. Daha sonra primerler, spesifik fragmanın veya DNA geninin kuşatıcı uçlarına yaklaşmalıdır. Primer, hedef diziyi tamamlayan kısa bir tek iplikli DNA parçasıdır. İleri ve geri primerler, denatüre edilmiş numune DNA'sının kuşatma uçlarında, tavlama sıcaklığında tamamlayıcı bazlarla tavlanır. Astarlar ısıya dayanıklı olmalıdır. Primerler numune DNA ile tavlandıktan sonra, taq polimeraz enzimi, hedef DNA'yı tamamlayıcı olan nükleotitler ekleyerek yeni ipliklerin sentezini başlatır. Taq polimeraz, adı verilen bir termofilik bakteriden izole edilen ısıya dayanıklı bir enzimdir Thermus aquaticus. PCR tamponu taq polimeraz etkisi için optimal koşulları korur. Bu üç PCR reaksiyon aşaması, gerekli miktarda PCR ürünü üretmek için tekrarlanır. Her PCR reaksiyonundan sonra DNA kopyası sayısı iki katına çıkar. Dolayısıyla, PCR'de üstel bir amplifikasyon gözlenebilir. PCR ürünleri jel elektroforezi kullanılarak gözlemlenebilir ve daha sonraki çalışmalar için saflaştırılabilir.

Şekil 01: PCR Reaksiyonunun Başlıca Adımları

PCR, tıbbi ve biyolojik araştırmalarda değerli bir araçtır. PCR, adli bilimlerde özel bir değere sahiptir, çünkü suçluların küçük örneklerinden yapılan çalışmalar için DNA'yı yükseltebilir ve adli DNA profilleri yapabilir. PCR, genotipleme, gen klonlama, mutasyon tespiti, DNA dizileme, DNA mikrodizileri ve babalık testi vb. Gibi moleküler biyolojinin birçok alanında yaygın olarak kullanılmaktadır..

Resim 02: Polimeraz Zincir Reaksiyonu

DNA Sıralaması Nedir?

DNA sekanslaması, belirli bir DNA fragmanındaki nükleotitlerin - adenin, guanin, sitozin ve timinin kesin bir sırasının belirlenmesidir. Genetik bilgi, nükleotitlerin doğru sırası kullanılarak DNA dizilerinde saklanır. Bu nedenle, bir DNA fragmanındaki nükleotitlerin kesin sırasını bulmak, genlerin yapısı ve işlevi hakkında bilmek çok önemlidir.

DNA sekanslama protokolü farklı işlemleri içerir. İlk adım, ilgili organizmanın ilgili DNA'sının veya genomik DNA'sının izolasyonudur. PCR kullanılarak (yukarıda tarif edildiği gibi), DNA'nın istenen bölgesi amplifiye edilmelidir. Amplifiye PCR ürünü jel elektroforezi ile ayrılmalı ve saflaştırılmalıdır. Amplifiye edilmiş fragmanlar, sekanslama için şablonlar olarak sunulur. Sekanslama, Sanger sekanslama veya yüksek verimli sekanslama yöntemini izleyerek yapılabilir. Sanger sekanslaması, elde edilen DNA fragmanlarının kılcal elektroforezini gerektirir. Doğru nükleotit sırasının belirlenmesi, otoradyografların manuel olarak okunması veya otomatik DNA sıralayıcıları kullanılarak yapılabilir..

Gen sekanslama, İnsan genomu projesine katkıda bulundu ve 2003 yılında insan genomunun haritalanmasını kolaylaştırdı. Adli tıpta, DNA sekanslaması, benzersiz DNA sekansları gösteren ve suçluları tanımlayan bireylerin tanımlanmasını sağladı. Tıpta DNA dizilimi, genetik ve diğer hastalıklardan sorumlu genleri tespit etmek, kusur genlerini bulmak ve bunları doğru genlerle değiştirmek için kullanılabilir. Tarımda, ekonomik olarak istenen özelliklere sahip transgenik ürünler üretmek için bazı mikroorganizmaların DNA sıralama bilgileri kullanılır.

Resim 03: DNA Dizileme

PCR ve DNA Sekanslama arasındaki fark nedir?

PCR ve DNA Sıralaması
PCR işlemi, ilgilenilen DNA fragmanının binlerce ila milyonlarca kopyasını oluşturur.	DNA sekanslaması, belirli bir DNA fragmanındaki nükleotitlerin kesin sırasını belirleme işlemidir.
Sonuç
PCR, belirli bir DNA fragmanının binlerce ila milyonlarca kopyasını oluşturur	Bu, belirli bir DNA fragmanındaki bazların doğru sıralanması ile sonuçlanır.
DdNTP'lerin katılımı
PCR ddNTP'leri gerektirmez. DNTP'ler kullanır.	DNA sekanslama, iplik oluşumunu sonlandırmak için ddNTP'leri gerektirir.

Özet - PCR ve DNA Sekanslama

PCR ve DNA dizilimi, Moleküler Biyolojinin birçok alanında çok önemli araçlardır. DNA fragmanlarının amplifikasyonu PCR tekniği ile yapılırken, bir DNA fragmanının nükleotitlerinin doğru sırası DNA sekanslaması ile belirlenir. PCR ve DNA sekanslama arasındaki fark budur..

Referans:
1. “Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR).” Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi, n.d. Ağ. 21 Şub. 2017.
2. Shendure, Jay ve Hanlee Ji. “Yeni nesil DNA sıralaması.” Doğa Haberleri. Nature Publishing Group, 09 Ekim 2008. Web. 21 Şub. 2017

Görünüm inceliği:
1. Tinojasontran'dan “PCR Adımları” - Commons Wikimedia üzerinden kendi çalışması (Public Domain)
2. “Polimeraz zincir reaksiyonu” Enzoklop tarafından - Commons Wikimedia üzerinden kendi çalışması (CC BY-SA 3.0)
3. Sjef tarafından “DNA dizisi” - Commons Wikimedia üzerinden kendi çalışması (Public Domain)