Tofauti Muhimu – Gene Cloning vs PCR
Muundo wa nakala nyingi za DNA kutoka kwa kipande mahususi cha DNA huitwa ukuzaji wa DNA. Kuna michakato miwili kuu ya ukuzaji wa DNA ambayo ni uundaji wa jeni na PCR. Tofauti kuu kati ya uundaji wa jeni na PCR ni, uundaji wa jeni hutoa nakala nyingi za jeni maalum katika vivo kwa kuunda DNA recombinant na kukua ndani ya bakteria mwenyeji wakati PCR inazalisha mamilioni ya nakala za kipande maalum cha DNA katika vitro kinachopitia mizunguko ya mara kwa mara. denaturation na usanisi.
Gene Cloning ni nini?
Uundaji wa jeni ni mbinu inayotumika kutafuta na kuzidisha jeni mahususi kutoka kwa DNA ya jeni iliyotolewa ya kiumbe kupitia uundaji wa DNA iliyounganishwa tena. DNA ya jenasi ina maelfu ya jeni tofauti zilizosimbwa kwa protini. DNA inapotolewa, inajumuisha jeni zote zinazoweza kubeba. Mbinu ya kuunda jeni imewezesha ugunduzi wa jeni maalum kutoka kwa jumla ya DNA. Kwa hivyo uundaji wa jeni hutumika kama zana muhimu katika baiolojia ya molekuli.
Kutengeneza maktaba ya jeni ya kiumbe ni muhimu katika uundaji wa jeni ikiwa hakuna fununu kuhusu eneo la jeni husika katika DNA. Maktaba ya genomic inaundwa kwa kutumia hatua zifuatazo.
Hatua ya 1: Utoaji wa jumla ya DNA kutoka kwa kiumbe kilicho na jeni inayotakikana.
Hatua ya 2: Zuia usagaji wa DNA iliyotolewa ili kutoa vipande vidogo vinavyoweza kudhibitiwa. Hatua hii inawezeshwa na vikwazo vya endonuclease.
Hatua ya 3: Uteuzi wa vekta inayofaa na kufungua DNA ya vekta kwa kutumia endonuclease zenye vizuizi sawa. Plasidi za bakteria hutumiwa kwa kawaida kama vekta kubeba DNA ya kigeni. Plasmidi ni miduara midogo ya DNA iliyo ndani ya bakteria.
Hatua ya 4: Kuchanganya DNA ya vekta na DNA iliyogawanyika ili kutoa molekuli ya DNA inayofanana. Hatua hii inasimamiwa na DNA ligase.
Hatua ya 5: Uhamisho wa molekuli recombinant za DNA hadi kwa bakteria mwenyeji. Hatua hii inajulikana kama mabadiliko, na hufanywa kwa kutumia mshtuko wa joto.
Hatua ya 5: Uchunguzi wa seli za bakteria zilizobadilishwa kwenye chombo cha utamaduni. Idadi ya watu mchanganyiko wa seli jeshi zilizobadilishwa na zisizobadilishwa hupatikana mwishoni mwa mchakato wa mabadiliko. Kama jeni la kupendezwa linajumuisha tu katika seli jeshi zilizobadilishwa. Kwa hivyo, ni muhimu kuchagua seli zilizobadilishwa. Uchaguzi unafanywa kwa kutumia vyombo vya habari vilivyochaguliwa ambavyo vina antibiotics. Seli zilizobadilishwa pekee ndizo zinazokua kwenye njia hii ya uchunguzi inayowezesha uteuzi.
Hatua ya 6: Ukuaji wa bakteria ili kuzalisha maktaba ya jeni. Katika hatua hii, seli za upangishaji zilizobadilishwa huletwa kwenye media mpya ya utamaduni ambayo hutoa mahitaji bora ya ukuaji. Jumla ya makoloni kwenye bamba za utamaduni huwakilisha maktaba ya jeni ya kiumbe huyo.
Hatua ya 7: Molekuli ya DNA iliyounganishwa iliyo na jeni ya kuvutia lazima ichunguzwe kutoka kwa maelfu ya vipande vilivyoundwa vya DNA recombinant. Inaweza kukamilishwa kwa kutumia vichunguzi vinavyoashiria jeni mahususi au matokeo mahususi ya protini kutoka kwa jeni hiyo.
Baada ya jeni inayovutiwa iliyo na koloni ya bakteria kutambuliwa kutoka kwa jumla ya koloni, inawezekana kutengeneza mamilioni ya nakala za plasmid recombinant ambayo ina jeni.
Uundaji wa jeni hutumika katika kuanzisha maktaba za jeni, kuzalisha protini maalum, vitamini, viuavijasumu, homoni, kupanga na kupanga jenomu za viumbe, kutengeneza nakala nyingi za DNA za watu binafsi katika uchunguzi wa kiuchunguzi n.k.
Kielelezo_1: Gene Cloning
PCR ni nini?
Polymerase Chain Reaction (PCR) ni mbinu ambayo hutoa idadi kubwa ya nakala za kipande fulani cha DNA. Ukuzaji wa kielelezo wa mlolongo maalum wa DNA hupatikana kwa PCR chini ya hali ya ndani. Mbinu hii ni zana yenye nguvu sana katika Biolojia ya Molekuli kwa kuwa inaweza kuzidisha sampuli ndogo ya DNA katika kiasi kinachoweza kutumika. PCR ilianzishwa na Kary Mullis mwaka wa 1983 na uvumbuzi huu ulioshinda tuzo uliunda maendeleo makubwa katika Biolojia ya Molekuli.
Mbinu ya
PCR hufuata maitikio ya PCR yanayorudiwa kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 02. Mwitikio mmoja wa PCR unajumuisha hatua kuu tatu zinazotokea katika halijoto tatu tofauti; ubadilishanaji wa mistari miwili iliyokwama kwenye DNA kwa 94 0C, uwekaji wa vianzio saa 68 0C na mwendelezo wa uzi kwa 72 0 C. Kwa hivyo, wakati PCR inafanywa, mabadiliko ya joto yanapaswa kudumishwa sana kwa urudufu sahihi. PCR inafanywa katika mashine ya PCR ndani ya mirija ya PCR. Mirija ya PCR imepakiwa na mchanganyiko sahihi wa PCR iliyo na kiolezo cha DNA, Taq polymerase, vianzio, dNTP na bafa. Kubadilisha sampuli ya DNA iliyokwama mara mbili kuwa DNA iliyokwama moja hufanywa kwa kuvunja vifungo vya hidrojeni kati ya besi za ziada katika 94 - 98 0C. Kisha nyuzi moja za template ya DNA zinafichuliwa kwa vitangulizi. Jozi ya primers (mbele na nyuma) inapaswa kutolewa, na wanapaswa kuwa thermostable kuvumilia joto la juu. Vitambulisho ni mfuatano fupi wa DNA uliobanwa unaokamilishana na ncha za kipande cha DNA lengwa. Primers za syntetisk hutumiwa katika PCR. Vitambulisho hufungamana na besi za ziada za sampuli ya DNA na kuanzisha usanisi wa uzi mpya. Hatua hii huchochewa na kimeng'enya kiitwacho Taq polymerase; kimeng'enya cha DNA polymerase kinachoweza joto kilichotengwa na Thermus auqaticus. Wakati vianzio na nyukleotidi (vizuizi vya ujenzi) vinapatikana, Taq polymerase huunda uzi mpya wa DNA inayosaidiana na kiolezo cha DNA. Mwishoni mwa programu ya PCR, kipande cha DNA kilichoimarishwa kinazingatiwa kwa kutumia electrophoresis ya gel. Ikiwa uchambuzi zaidi unahitajika, bidhaa ya PCR inatakaswa kutoka kwa gel.
PCR ni muhimu sana kwa uchunguzi na ufuatiliaji wa magonjwa ya kijeni na yanayopatikana, utambuzi wa wahalifu (katika uwanja wa uchunguzi wa mahakama), kusoma muundo na utendaji wa sehemu inayolengwa ya DNA, mpangilio na uchoraji ramani wa jenomu za viumbe, n.k. PCR imekuwa mbinu ya kawaida ya kimaabara katika maabara za utafiti wa biolojia ya kimatibabu na molekuli miongoni mwa wanasayansi kwa kuwa ina aina mbalimbali za matumizi.
Kielelezo_2: Mwitikio wa Mnyororo wa Polymerase
Kuna tofauti gani kati ya Gene Cloning na PCR?
Gene Cloning dhidi ya PCR |
|
| Kuunganisha kwa jeni ni mchakato wa kutengeneza nakala nyingi za jeni mahususi katika vivo kupitia DNA recombinant na kubadilika kuwa bakteria mwenyeji. | Mbinu ya PCR hutoa nakala nyingi za mfuatano fulani wa DNA katika vitro kupitia mizunguko inayorudiwa ya athari za PCR. |
| Mahitaji ya Kutengeneza DNA Recombinant | |
| DNA recombinant hutengenezwa ili kupata jeni. | DNA Recombinant haijatengenezwa. |
| Haja ya Kazi | |
| Mchakato huu ni wa leba. | Leba kubwa haihitajiki. |
| In vivo au In vitro process | |
| Ujenzi wa DNA recombinant ni in vitro na ukuzaji wa DNA uko sawa. | Ukuzaji wa DNA hutokea ndani kabisa. |
Muhtasari – Gene Cloning dhidi ya PCR
Gene cloning na PCR ni njia mbili zinazotumika kwa ukuzaji wa DNA. PCR ni mchakato wa ndani ambao hufanya nakala nyingi za DNA ya kipande fulani cha DNA bila kutumia DNA recombinant na kiumbe mwenyeji. Uundaji wa jeni kimsingi ni mchakato wa maisha ambao husababisha nakala nyingi za jeni inayovutiwa ndani ya kiumbe mwenyeji kupitia uundaji wa DNA iliyojumuishwa tena. Hii ndio tofauti kati ya Gene cloning na PCR.
