Perbezaan Utama – Replikasi PCR lwn DNA
Replikasi DNA ialah proses semula jadi yang berlaku dalam organisma hidup. Ia melibatkan penghasilan dua salinan yang sama bagi satu molekul DNA. Replikasi DNA adalah proses pewarisan biologi yang sangat penting. Maklumat genetik diturunkan daripada ibu bapa kepada anak terutamanya disebabkan oleh keupayaan replikasi DNA. Oleh itu, ia adalah proses penting yang berlaku dalam hampir semua organisma hidup. Proses ini berlaku secara in vivo. Walau bagaimanapun, replikasi DNA boleh dilakukan melalui kaedah in vitro juga. Tindak balas Rantaian Polimerase (PCR) adalah satu kaedah in vitro replikasi DNA. PCR ialah kaedah penguatan DNA yang dilakukan di makmal. Ia menghasilkan ribuan hingga jutaan salinan DNA daripada serpihan DNA atau gen yang berminat. Terdapat perbezaan antara replikasi DNA in vivo dan PCR. Perbezaan utama antara kedua-dua ini ialah PCR dilakukan dalam mesin PCR pada suhu yang dikekalkan untuk menghasilkan sejumlah besar salinan DNA manakala replikasi DNA berlaku di dalam badan pada suhu badan untuk menghasilkan dua salinan yang sama bagi satu molekul DNA.
Apakah itu PCR?
Polymerase Chain Reaction (PCR) ialah teknik amplifikasi DNA in vitro yang secara rutin dilakukan di makmal Biologi Molekul. Kaedah ini membolehkan pengeluaran ribuan hingga jutaan salinan serpihan DNA yang sangat berminat. PCR telah diperkenalkan oleh Kary Mullis pada tahun 1980. Dalam teknik ini, serpihan DNA yang berminat dihidangkan sebagai templat untuk membuat salinan. Enzim yang dipanggil Taq polymerase digunakan sebagai enzim DNA polimerase, dan ia akan memangkinkan sintesis helai baru serpihan DNA. Primer yang berada dalam campuran PCR akan berfungsi sebagai titik permulaan untuk sambungan serpihan. Pada akhir tindak balas PCR, banyak salinan DNA sampel boleh diperolehi.
Semua bahan yang diperlukan untuk membuat salinan DNA dimasukkan ke dalam campuran PCR. Ia adalah sampel DNA, DNA polimerase (Taq polymerase), primer (primer hadapan dan belakang), nukleotida (blok binaan DNA) dan penimbal. Tindak balas PCR dijalankan dalam mesin PCR, dan ia harus disuap dengan campuran PCR yang betul dan program PCR yang betul. Jika campuran tindak balas dan atur cara adalah betul, ia akan menghasilkan jumlah salinan bahagian tertentu DNA yang diperlukan daripada jumlah DNA yang sangat kecil.
Terdapat tiga langkah utama yang terlibat dalam tindak balas PCR iaitu denaturasi, penyepuhlindapan primer dan sambungan helai. Tiga langkah ini berlaku pada tiga suhu berbeza. DNA wujud sebagai heliks beruntai dua. Dua helai diikat oleh ikatan hidrogen. Sebelum amplifikasi, DNA rantai dua dipisahkan dengan memberikan suhu yang tinggi. Pada suhu tinggi, DNA untai dua terdenaturasi menjadi untaian tunggal. Kemudian primer menyelinap dengan hujung mengapit serpihan yang berminat atau gen DNA. Primer ialah sekeping pendek DNA untai tunggal yang menjadi pelengkap kepada hujung jujukan sasaran. Primer hadapan dan belakang disepuh dengan asas pelengkap di hujung mengapit DNA sampel yang didenaturasi pada suhu penyepuhlindapan.
Apabila primer disepuh dengan DNA, enzim Taq polimerase memulakan sintesis helai baharu dengan menambahkan nukleotida yang menjadi pelengkap kepada DNA templat. Taq polymerase ialah enzim stabil haba yang diasingkan daripada bakteria termofilik yang dipanggil Thermus aquaticus. Penampan PCR mengekalkan keadaan optimum untuk tindakan polimerase Taq. Ketiga-tiga peringkat tindak balas PCR ini diulang untuk menghasilkan jumlah produk PCR yang diperlukan. Pada setiap tindak balas PCR, bilangan salinan DNA meningkat dua kali ganda. Oleh itu, penguatan eksponen boleh diperhatikan dalam PCR. Produk PCR boleh diperhatikan menggunakan elektroforesis gel kerana ia menghasilkan jumlah DNA yang boleh dilihat pada gel dan ia boleh ditulenkan untuk kajian lanjut seperti penjujukan dsb.
Rajah 01: PCR
PCR ialah alat yang berharga dalam penyelidikan perubatan dan biologi. Terutamanya dalam kajian forensik, PCR mempunyai nilai yang sangat besar kerana ia boleh menguatkan DNA untuk kajian daripada sampel kecil penjenayah dan membuat profil DNA forensik. PCR digunakan secara meluas dalam banyak bidang biologi Molekul termasuk, genotaip, pengklonan gen, pengesanan mutasi, penjujukan DNA, susunan mikro DNA dan ujian paterniti dll.
Apakah itu Replikasi DNA?
Replikasi DNA dirujuk kepada proses yang menghasilkan dua salinan DNA yang sama daripada satu molekul DNA. Ia merupakan satu proses pewarisan biologi yang penting. Replikasi DNA berlaku dalam semua organisma hidup. Genom sel induk harus direplikasi untuk menyerahkan genom ke dalam sel anak. Proses replikasi DNA mempunyai tiga langkah utama yang dipanggil inisiasi, pemanjangan dan penamatan. Langkah-langkah ini dimangkinkan oleh enzim yang berbeza. Replikasi DNA bermula dari lokasi yang dipanggil asal replikasi dalam genom sel. Dalam genom, DNA wujud dalam bentuk rantai dua. Kedua-dua helai ini dipisahkan pada permulaan replikasi DNA, dan ia dilakukan oleh helikase DNA yang bergantung kepada ATP. Pelepasan DNA adalah peristiwa utama yang berlaku dalam langkah permulaan. Dengan menggunakan helai DNA yang dipisahkan sebagai templat, polimerase DNA mensintesis helai pelengkap baharu helai templat ke arah 5’ hingga 3’. Ini adalah langkah yang dipanggil pemanjangan. Penamatan berlaku apabila dua garpu replikasi bertemu antara satu sama lain di hujung bertentangan kromosom ibu bapa.
Rajah 02: Replikasi DNA
Selain polimerase DNA, beberapa enzim seperti DNA primase, DNA helikase, DNA ligase dan Topoisomerase terlibat dengan replikasi DNA. Ciri khas replikasi DNA in vivo ialah ia menghasilkan serpihan Okazaki. Satu helai terus dibentuk manakala satu lagi membentuk kepingan kecil.
Apakah Persamaan Antara PCR dan Replikasi DNA?
- Dalam kedua-dua PCR dan replikasi DNA, DNA rantai dua dipisahkan antara satu sama lain.
- Dalam kedua-dua proses replikasi PCR dan DNA, DNA disalin.
- Kedua-dua proses replikasi PCR dan DNA adalah sangat penting.
- Dalam kedua-dua proses replikasi PCR dan DNA, enzim polimerase DNA terlibat.
Apakah Perbezaan Antara PCR dan Replikasi DNA?
PCR lwn Replikasi DNA |
|
| PCR ialah kaedah penguatan DNA secara in vitro di mana beribu hingga jutaan salinan DNA dihasilkan. | Replikasi DNA ialah proses semula jadi yang menghasilkan dua salinan DNA yang sama daripada satu molekul DNA. |
| Langkah | |
| PCR mempunyai tiga langkah; denaturasi, penyepuhlindapan primer dan sambungan helai. | Replikasi DNA mempunyai tiga langkah; permulaan, pemanjangan dan penamatan. |
| Penglibatan Primer | |
| PCR memerlukan primer tiruan. | Replikasi DNA tidak memerlukan primer tiruan. Serpihan pendek RNA terlibat dalam replikasi DNA. |
| Penyahnatuan Helai Berganda | |
| Helai berganda diasingkan dengan menggunakan suhu tinggi dalam PCR. | Helai berganda dipisahkan antara satu sama lain oleh enzim helikase DNA dalam Replikasi DNA. |
| Enzim Terlibat | |
| PCR menggunakan Taq polymerase. | Replikasi DNA menggunakan polimerase DNA. |
| Suhu | |
| PCR berlaku pada tiga suhu berbeza di dalam mesin. | Replikasi DNA berlaku pada suhu badan dalam badan organisma hidup. |
| In vivo atau In vitro | |
| PCR ialah kaedah in vitro. | Replikasi DNA ialah kaedah in vivo. |
Ringkasan – Replikasi PCR lwn DNA
Replikasi DNA ialah proses menghasilkan dua salinan DNA yang sama daripada satu molekul DNA. Ia berlaku dalam semua organisma hidup kerana ia menawarkan kaedah memberikan maklumat genetik daripada induk kepada anak. Ia terdiri daripada tiga langkah yang dimangkin secara enzimatik iaitu permulaan, pemanjangan dan penamatan. Replikasi DNA boleh dilakukan secara buatan di makmal. PCR adalah salah satu cara untuk menghasilkan sejumlah besar salinan DNA daripada DNA yang berminat. PCR secara rutin dilakukan di makmal biologi molekul kerana ia merupakan kaedah mudah untuk menghasilkan salinan DNA. Ini ialah perbezaan antara PCR dan replikasi DNA.
