Perbezaan Utama – Penjujukan PCR lwn DNA
PCR dan penjujukan DNA ialah dua teknik penting dalam Biologi Molekul. Polimerase Chain Reaction (PCR) ialah proses yang menghasilkan sejumlah besar salinan serpihan DNA. Penjujukan DNA ialah teknik yang menghasilkan susunan nukleotida yang tepat bagi serpihan DNA tertentu. Ini adalah perbezaan utama antara penjujukan PCR dan DNA. PCR ialah salah satu langkah utama yang terlibat dalam penjujukan DNA.
Apakah itu PCR?
Polymerase Chain Reaction (PCR) ialah teknik penguatan DNA yang digunakan dalam Biologi Molekul. Ia menghasilkan beribu hingga jutaan salinan serpihan DNA tertentu. Kaedah ini telah dibangunkan oleh Kary Mullis pada tahun 1983. Dalam teknik ini, serpihan DNA yang akan dikuatkan berfungsi sebagai templat dan enzim polimerase DNA menambah nukleotida pelengkap kepada primer yang terdapat dalam campuran PCR. Pada penghujung tindak balas PCR, banyak salinan DNA sampel disintesis.
Terdapat pelbagai komponen campuran PCR, termasuk DNA, DNA polimerase (Taq polymerase), primer (primer hadapan dan belakang), nukleotida (blok binaan DNA) dan penimbal. PCR berlaku di dalam mesin PCR, dan campuran PCR yang betul harus dimuatkan ke dalam mesin, dan program yang betul harus digerakkan. Teknik ini membolehkan pengeluaran ribuan hingga jutaan salinan bahagian tertentu DNA daripada jumlah DNA yang sangat kecil.
Tindak balas PCR berlaku secara kitaran untuk menghasilkan jumlah produk PCR yang boleh dilihat pada gel. Terdapat tiga langkah utama yang terlibat dalam tindak balas PCR iaitu denaturasi, penyepuhlindapan primer dan sambungan helai seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 01. Tiga langkah ini berlaku pada tiga suhu berbeza. DNA wujud dalam bentuk untai ganda oleh ikatan hidrogen antara bes pelengkap. Sebelum implikasi, DNA untai ganda harus dipisahkan antara satu sama lain. Ia dilakukan dengan memberikan suhu yang tinggi. Pada suhu tinggi, denaturasi DNA untai ganda menjadi helai tunggal. Kemudian primer harus lebih dekat dengan hujung mengapit serpihan tertentu atau gen DNA. Primer ialah sekeping pendek DNA untai tunggal yang menjadi pelengkap kepada jujukan sasaran. Primer hadapan dan belakang menyepuhlindap dengan asas pelengkap di hujung mengapit DNA sampel yang didenaturasi pada suhu penyepuhlindapan. Primer hendaklah tahan haba. Setelah primer disepuh dengan sampel DNA, enzim taq polimerase memulakan sintesis helai baru dengan menambahkan nukleotida yang merupakan pelengkap kepada DNA sasaran. 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. Selepas setiap tindak balas PCR, bilangan salinan DNA digandakan. Oleh itu, penguatan eksponen boleh diperhatikan dalam PCR. Produk PCR boleh diperhatikan menggunakan elektroforesis gel dan boleh ditulenkan untuk kajian lanjut.
Rajah 01: Langkah Utama Reaksi PCR
PCR ialah alat yang berharga dalam penyelidikan perubatan dan biologi. PCR mempunyai nilai istimewa dalam sains forensik kerana ia boleh menguatkan DNA untuk kajian daripada sampel kecil daripada 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, dsb.
Rajah 02: Tindak balas Rantaian Polimerase
Apakah Penjujukan DNA?
Penjujukan DNA ialah penentuan susunan nukleotida yang tepat – adenina, guanina, sitosin dan timin dalam serpihan DNA tertentu. Maklumat genetik disimpan dalam urutan DNA menggunakan susunan nukleotida yang betul. Oleh itu, mencari susunan nukleotida yang tepat dalam serpihan DNA adalah sangat penting untuk mengetahui tentang struktur dan fungsi gen.
Protokol penjujukan DNA melibatkan proses yang berbeza. Langkah pertama ialah pengasingan DNA yang berminat atau DNA genomik sesuatu organisma. Menggunakan PCR (seperti yang diterangkan di atas), kawasan DNA yang dikehendaki harus diperkuatkan. Produk PCR yang diperkuat hendaklah dipisahkan oleh elektroforesis gel dan disucikan. Serpihan diperkuat dihidangkan sebagai templat untuk penjujukan. Penjujukan boleh dilakukan sama ada mengikut penjujukan Sanger atau kaedah penjujukan throughput tinggi. Penjujukan Sanger memerlukan elektroforesis kapilari serpihan DNA yang terhasil. Penentuan susunan nukleotida yang betul boleh dilakukan dengan membaca autoradiograf secara manual atau menggunakan penjujukan DNA automatik.
Penjujukan gen menyumbang kepada projek genom Manusia dan memudahkan pemetaan genom manusia pada tahun 2003. Dalam forensik, penjujukan DNA membolehkan pengecaman individu yang menunjukkan jujukan DNA unik dan mengenal pasti penjenayah. Dalam bidang perubatan, penjujukan DNA boleh digunakan untuk mengesan gen yang bertanggungjawab untuk genetik dan penyakit lain, mencari gen kecacatan dan menggantikannya dengan gen yang betul. Dalam pertanian, maklumat penjujukan DNA beberapa mikroorganisma digunakan untuk menghasilkan tanaman transgenik dengan ciri-ciri ekonomi yang dikehendaki.
Rajah 03: Penjujukan DNA
Apakah perbezaan antara PCR dan Penjujukan DNA?
PCR lwn DNA Sequencing |
|
| Proses PCR menghasilkan ribuan hingga jutaan salinan serpihan DNA yang berminat. | Penjujukan DNA ialah proses menentukan susunan nukleotida yang tepat dalam serpihan DNA tertentu. |
| Hasil | |
| PCR mencipta ribuan hingga jutaan salinan serpihan DNA tertentu | Ini menghasilkan susunan asas yang betul dalam serpihan DNA tertentu. |
| Penglibatan ddNTP | |
| PCR tidak memerlukan ddNTP. Ia menggunakan dNTP. | Penjujukan DNA memerlukan ddNTP untuk menamatkan pembentukan untaian. |
Ringkasan – Penjujukan PCR lwn DNA
PCR dan penjujukan DNA ialah alat yang sangat penting dalam banyak bidang Biologi Molekul. Penguatan serpihan DNA dilakukan dengan teknik PCR manakala susunan nukleotida yang betul bagi serpihan DNA ditentukan oleh penjujukan DNA. Ini ialah perbezaan antara penjujukan PCR dan DNA.
