Diferença entre PCR e replicação de DNA

Diferença chave - PCR vs DNA Replicação
 

A replicação do DNA é um processo natural que ocorre nos organismos vivos. Envolve a produção de duas cópias idênticas de uma molécula de DNA. A replicação do DNA é um processo extremamente importante de herança biológica. A informação genética é passada dos pais para os filhos, principalmente devido à capacidade de replicação do DNA. Portanto, é um processo essencial que ocorre em quase todos os organismos vivos. Este processo ocorre na Vivo. Contudo, a replicação do DNA pode ser feita via em vitro métodos também. A reação em cadeia da polimerase (PCR) é uma dessas em vitro método de replicação do DNA. A PCR é um método de amplificação de DNA realizado em laboratórios. Produz milhares a milhões de cópias de DNA a partir de um fragmento de DNA ou um gene interessado. Existem diferenças entre na Vivo Replicação do DNA e PCR. o diferença chave entre esses dois é que A PCR é realizada em uma máquina de PCR a temperaturas mantidas para produzir um grande número de cópias de DNA, enquanto a replicação do DNA ocorre dentro do corpo à temperatura corporal para produzir duas cópias idênticas de uma única molécula de DNA.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é PCR
3. O que é replicação de DNA
4. Semelhanças entre PCR e replicação de DNA
5. Comparação lado a lado - PCR vs replicação de DNA em forma de tabela
6. Resumo

O que é PCR?

A reação em cadeia da polimerase (PCR) é uma em vitro Técnica de amplificação de DNA que é realizada rotineiramente em laboratórios Molecular Biological. Este método permitiu a produção de milhares a milhões de cópias de um fragmento de DNA particularmente interessado. A PCR foi introduzida por Kary Mullis em 1980. Nesta técnica, o fragmento de DNA interessado é servido como modelo para fazer cópias. A enzima chamada polimerase Taq é usada como a enzima DNA polimerase e catalisa a síntese de novas cadeias do fragmento de DNA. Os primers que estão na mistura de PCR funcionarão como pontos de partida para as extensões de fragmentos. No final da reação de PCR, muitas cópias do DNA da amostra podem ser obtidas.

Todos os ingredientes necessários para fazer cópias do DNA estão incluídos na mistura de PCR. São DNA de amostra, DNA polimerase (Taq polimerase), iniciadores (iniciador direto e reverso), nucleotídeos (blocos de construção de DNA) e um tampão. A reação de PCR é realizada em uma máquina de PCR e deve ser alimentada com a mistura de PCR correta e o programa de PCR correto. Se a mistura de reação e o programa estiverem corretos, produzirá a quantidade necessária de cópias de uma seção específica de DNA a partir de uma quantidade muito pequena de DNA.

Existem três etapas principais envolvidas em uma reação de PCR, a saber: desnaturação, recozimento do primer e extensão da fita. Essas três etapas ocorrem em três temperaturas diferentes. O DNA existe como uma hélice de fita dupla. Dois fios são ligados por ligações de hidrogênio. Antes da amplificação, o DNA de fita dupla é separado dando uma temperatura alta. A alta temperatura, o DNA de fita dupla desnaturado em fitas simples. Em seguida, os iniciadores recozem com as extremidades flanqueantes do fragmento interessado ou do gene do DNA. Primer é um pequeno pedaço de DNA de fita simples que é complementar às extremidades da sequência alvo. Os primers direto e reverso recozem com as bases complementares nas extremidades flanqueantes do DNA da amostra desnaturado à temperatura de recozimento.

Quando os iniciadores são recozidos com o DNA, a enzima Taq polimerase inicia a síntese das novas fitas adicionando nucleotídeos que são complementares ao DNA modelo. A polimerase Taq é uma enzima estável ao calor, isolada de uma bactéria termofílica chamada Thermus aquaticus. O tampão de PCR mantém as condições ideais para a ação da polimerase Taq. Estes três estágios da reação de PCR são repetidos para produzir a quantidade necessária do produto de PCR. Em cada reação de PCR, o número de cópias de DNA está dobrando. Portanto, uma amplificação exponencial pode ser observada na PCR. O produto de PCR pode ser observado usando eletroforese em gel, uma vez que produz a quantidade visível de DNA em um gel e pode ser purificado para estudos posteriores, como sequenciamento etc..

Figura 01: PCR

A PCR é uma ferramenta valiosa na pesquisa médica e biológica. Especialmente em estudos forenses, a PCR tem um valor imenso, pois pode amplificar o DNA para estudos de pequenas amostras de criminosos e criar perfis de DNA forense. A PCR é amplamente utilizada em muitas áreas da biologia molecular, incluindo genotipagem, clonagem de genes, detecção de mutações, sequenciamento de DNA, microarranjos de DNA e testes de paternidade, etc..

O que é replicação de DNA?

A replicação de DNA é referida ao processo que produz duas cópias idênticas de DNA a partir de uma molécula de DNA. É um processo importante de herança biológica. A replicação do DNA ocorre em todos os organismos vivos. O genoma da célula-mãe deve ser replicado para entregar o genoma na célula-filha. O processo de replicação do DNA possui três etapas principais chamadas iniciação, alongamento e terminação. Estes passos são catalisados ​​por diferentes enzimas. A replicação do DNA começa a partir do local chamado origem da replicação no genoma das células. No genoma, o DNA existe na forma de fita dupla. Essas duas fitas são separadas no início da replicação do DNA e são realizadas pela helicase de DNA dependente de ATP. O desenrolamento do DNA é o evento principal que ocorre na etapa de iniciação. Usando cadeias de DNA separadas como modelos, a DNA polimerase sintetiza as novas cadeias complementares das cadeias de modelo na direção de 5 'a 3'. Este é o passo chamado alongamento. A terminação ocorre quando os dois garfos de replicação se encontram no extremo oposto do cromossomo parental.

Figura 02: Replicação do DNA

Além da DNA polimerase, várias enzimas, como a DNA primase, DNA helicase, DNA ligase e Topoisomerase, estão envolvidas na replicação do DNA. Uma característica especial da replicação de DNA in vivo é que ela produz fragmentos de Okazaki. Um fio é formado continuamente enquanto o outro se forma em pedaços pequenos.

Quais são as semelhanças entre PCR e replicação de DNA?

• Na PCR e na replicação do DNA, o DNA de fita dupla é separado um do outro.
• Nos processos de replicação e PCR, o DNA é copiado.
• Os processos de replicação de PCR e DNA são realmente importantes.
• Nos processos de replicação e PCR, a enzima DNA polimerase está envolvida.

Qual é a diferença entre PCR e replicação de DNA?

PCR vs replicação de DNA
PCR é um em vitro método de amplificação de DNA no qual são produzidos milhares a milhões de cópias de DNA.	Replicação de DNA é um processo natural que produz duas cópias idênticas de DNA de uma molécula de DNA.
Passos
PCR tem três etapas; desnaturação, recozimento de primers e extensão de fios.	A replicação de DNA tem três etapas; iniciação, alongamento e terminação.
Envolvimento de Primers
PCR precisa de primers artificiais.	A replicação de DNA não precisa de primers artificiais. Um pequeno fragmento de RNA está envolvido na replicação do DNA.
Desnaturação dos fios duplos
Os fios duplos são separados aplicando uma alta temperatura no PCR.	Cadeias duplas são separadas uma da outra pela enzima DNA helicase na replicação do DNA.
Enzima Envolvida
PCR usa polimerase Taq.	Replicação de DNA usa DNA polimerase.
Temperatura
A PCR ocorre em três temperaturas diferentes dentro de uma máquina.	A replicação do DNA ocorre à temperatura corporal dentro do corpo do organismo vivo.
Na Vivo ou Em vitro
PCR é um em vitro método.	A replicação de DNA é uma na Vivo método.

Sumário - PCR vs DNA Replicação

A replicação do DNA é um processo de produção de duas cópias idênticas do DNA a partir de uma única molécula de DNA. Ocorre em todos os organismos vivos, uma vez que oferece um método para fornecer informações genéticas dos pais aos filhos. Consiste em três etapas enzimaticamente catalisadas, a saber, iniciação, alongamento e terminação. A replicação do DNA pode ser feita artificialmente em laboratório. A PCR é uma maneira de produzir um grande número de cópias de DNA a partir do DNA interessado. A PCR é realizada rotineiramente em laboratórios de biologia molecular, uma vez que é um método fácil de produzir cópias de DNA. Essa é a diferença entre a PCR e a replicação do DNA.

Referência:

1. "replicação de DNA". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 de março de 2018. Disponível aqui
2. "Reação em cadeia da polimerase (PCR)." National Center for Biotechnology Information, Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA. Disponivel aqui  
3. "Mecanismo molecular de replicação de DNA". Khan Academy. Disponivel aqui  

Cortesia da imagem:

1.' reação em cadeia da polimerase 'Por Enzoklop - Trabalho próprio, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia  
2. 'Divisão de replicação de DNA' Por I, Madprime (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia