Негизги айырма – ПТР менен ДНКнын репликациясы
ДНКнын репликациясы тирүү организмдерде пайда болуучу табигый процесс. Бул бир ДНК молекуласынын эки окшош көчүрмөсүн өндүрүүнү камтыйт. ДНК репликациясы биологиялык тукум куучулуктун өтө маанилүү процесси болуп саналат. Генетикалык маалымат ата-энеден тукумга негизинен ДНКнын репликация жөндөмдүүлүгүнө байланыштуу берилет. Демек, бул дээрлик бардык тирүү организмдерде пайда болгон маанилүү процесс. Бул процесс in vivo ишке ашат. Бирок, ДНКнын репликациясын in vitro ыкмалары аркылуу да жасоого болот. Полимераздык чынжыр реакциясы (ПЧР) ДНК репликациясынын ушундай in vitro ыкмасынын бири. ПТР лабораторияларда аткарылган ДНКны күчөтүү ыкмасы. Кызыккан ДНК фрагментинен же генден ДНКнын миңден миллиондогон көчүрмөсүн чыгарат. in vivo ДНК репликациясынын жана ПТРдин ортосунда айырмачылыктар бар. Бул экөөнүн ортосундагы негизги айырма ПТР ДНКнын көп сандагы копияларын өндүрүү үчүн сакталган температурада ПТР машинасында аткарылат, ал эми ДНК репликациясы дененин ичинде дене температурасында болуп, бир ДНК молекуласынын эки окшош көчүрмөсүн чыгарат.
ПЦР деген эмне?
Полимераздык чынжыр реакциясы (ПТР) – бул молекулярдык биологиялык лабораторияларда үзгүлтүксүз аткарылуучу in vitro ДНКны күчөтүү ыкмасы. Бул ыкма өзгөчө кызыккан бир ДНК фрагментинин миңден миллиондогон көчүрмөсүн чыгарууга мүмкүндүк берди. ПТР 1980-жылы Кари Муллис тарабынан киргизилген. Бул ыкмада ДНКнын кызыккан фрагменти көчүрмөлөрдү жасоо үчүн шаблон катары кызмат кылат. Так полимераза деп аталган фермент ДНК полимераза ферменти катары колдонулат жана ал ДНК фрагментинин жаңы тилкелеринин синтезин катализдейт. ПТР аралашмасындагы праймерлер фрагменттин кеңейтилиши үчүн баштапкы чекиттер катары иштейт. ПТР реакциясынын аягында ДНК үлгүсүнүн көптөгөн көчүрмөлөрүн алууга болот.
ДНКнын көчүрмөсүн жасоо үчүн зарыл болгон бардык ингредиенттер ПТР аралашмасына кирет. Алар үлгү ДНК, ДНК полимераза (Taq полимераза), праймерлер (алдыга жана арткы праймерлер), нуклеотиддер (ДНКнын курулуш материалы) жана буфер. ПЦР реакциясы ПЦР машинасында ишке ашырылат жана ал туура ПТР аралашмасы жана туура ПТР программасы менен азыктанышы керек. Эгерде реакция аралашмасы жана программа туура болсо, ал өтө аз сандагы ДНКдан ДНКнын белгилүү бир бөлүгүнүн керектүү сандагы копияларын чыгарат.
ПЦР реакциясында үч негизги кадам бар, атап айтканда денатурация, праймерди күйдүрүү жана жипти узартуу. Бул үч кадам үч түрдүү температурада болот. ДНК эки тилкелүү спирал катары бар. Эки жип суутек байланыштары менен байланышкан. Күчөтүүдөн мурун, эки тилкелүү ДНК жогорку температураны берүү менен бөлүнөт. Жогорку температурада эки тилкелүү ДНК бир тилкеге денатурацияланат. Андан кийин праймерлер кызыккан фрагменттин же ДНКнын генинин капталдагы учтары менен эришет. Праймер - бул максаттуу тизмектин учтарын толуктоочу бир катарлуу ДНКнын кыска бөлүгү. Алдыга жана арткы праймерлер денатуратталган үлгүдөгү ДНКнын каптал учтарындагы толуктоочу негиздер менен күйгүзүү температурасында эришет.
Праймерлер ДНК менен күйгүзүлгөндө, Taq полимераз ферменти ДНК шаблонуна кошумча болгон нуклеотиддерди кошуу менен жаңы тизмектердин синтезин баштайт. Так полимераза - бул Thermus aquaticus деп аталган термофилдүү бактериядан бөлүнүп алынган ысыкка туруктуу фермент. ПТР буфери Taq полимераза аракети үчүн оптималдуу шарттарды сактайт. ПЦР реакциясынын бул үч баскычы ПЦР продуктунун керектүү көлөмүн өндүрүү үчүн кайталанат. Ар бир ПТР реакциясында ДНК көчүрмөсүнүн саны эки эсе көбөйөт. Демек, ПЦРде экспоненциалдык күчөштү байкоого болот. ПТР продуктуну гель электрофорезинин жардамы менен байкоого болот, анткени ал гелде ДНКнын көрүнгөн көлөмүн түзөт жана аны секвенирлөө ж.б.у.с. кийинки изилдөөлөр үчүн тазалоого болот.
01-сүрөт: PCR
ПТР медициналык жана биологиялык изилдөөлөрдөгү баалуу курал болуп саналат. Айрыкча соттук-медициналык изилдөөдө ПТР чоң мааниге ээ, анткени ал кылмышкерлердин кичинекей үлгүлөрүндөгү изилдөөлөр үчүн ДНКны күчөтүп, соттук ДНК профилдерин түзө алат. ПТР молекулярдык биологиянын көптөгөн тармактарында кеңири колдонулат, анын ичинде генотиптөө, гендерди клондоштуруу, мутацияларды аныктоо, ДНК секвенирлөө, ДНКнын микро массивдери жана аталыкты текшерүү ж.б.
ДНКнын репликациясы деген эмне?
ДНКнын репликациясы бир ДНК молекуласынан ДНКнын эки окшош көчүрмөсүн өндүрүү процесси деп аталат. Бул биологиялык тукум куучулуктун маанилүү процесси. ДНК репликациясы бардык тирүү организмдерде болот. Геномду кыз клеткага өткөрүп берүү үчүн ата-энелик клетканын геному репликацияланышы керек. ДНКнын репликация процесси баштоо, узартуу жана токтотуу деп аталган үч негизги баскычтан турат. Бул кадамдар ар кандай ферменттер тарабынан катализделет. ДНКнын репликациясы клеткалардын геномундагы репликациянын келип чыгышы деп аталган жерден башталат. Геномдо ДНК кош тилкелүү формада болот. Бул эки тилке ДНК репликациясынын башында бөлүнөт жана ал ATP көз каранды ДНК геликазасы тарабынан ишке ашырылат. ДНКнын ачылышы инициация баскычында болгон негизги окуя. Бөлүнгөн ДНК тилкелерин калып катары колдонуу менен, ДНК полимераза шаблон тилкелеринин жаңы кошумча тилкелерин 5'тен 3'ге чейинки багытта синтездейт. Бул узартуу деп аталган кадам болуп саналат. Аяктоо эки репликация айрылары ата-энелик хромосоманын карама-каршы учунда бири-бири менен жолукканда пайда болот.
02-сүрөт: ДНКнын репликациясы
ДНК-полимеразадан башка, ДНК примаза, ДНК геликаз, ДНК лигаза жана Топоизомераза сыяктуу бир нече ферменттер ДНКнын репликациясына катышат. In vivo ДНК репликациясынын өзгөчө өзгөчөлүгү - бул Оказаки фрагменттерин чыгарат. Бир жип үзгүлтүксүз түзүлүп, экинчиси майда бөлүктөргө бөлүнөт.
ПЦР менен ДНКнын репликациясынын кандай окшоштуктары бар?
- ПЦР да, ДНК репликациясында да кош саптуу ДНК бири-биринен бөлүнөт.
- ПЦР жана ДНК репликация процесстеринде ДНК копияланат.
- ПЦР жана ДНК репликация процесстери абдан маанилүү.
- ПЦР жана ДНК репликация процессинде ДНК полимераз ферменти катышат.
ПЦР менен ДНКнын репликациясынын ортосунда кандай айырма бар?
ПТР жана ДНКнын репликациясы |
|
| ПТР – бул ДНКны көбөйтүүнүн in vitro ыкмасы, анда миңдеген миллиондогон ДНК көчүрмөлөрү өндүрүлөт. | ДНКнын репликациясы – бул бир ДНК молекуласынан ДНКнын эки окшош көчүрмөсүн чыгарган табигый процесс. |
| Кадамдар | |
| ПТР үч кадамдан турат; денатурация, праймерди күйдүрүү жана жипти узартуу. | ДНКнын репликациясы үч кадамдан турат; баштоо, узартуу жана токтотуу. |
| Праймерлердин катышуусу | |
| ПТРга жасалма праймерлер керек. | ДНК репликациясы жасалма праймерлерге муктаж эмес. РНКнын кыска фрагменти ДНКнын репликациясына катышат. |
| Кош жиптердин денатурациясы | |
| Кош жиптер ПТРде жогорку температураны колдонуу менен бөлүнөт. | Кош саптар ДНКнын репликациясында ДНК геликаза ферменти менен бири-биринен бөлүнөт. |
| Катышкан фермент | |
| ПЦР Taq полимеразасын колдонот. | ДНК репликациясы ДНК полимеразасын колдонот. |
| Температура | |
| ПТР машинанын ичинде үч түрдүү температурада болот. | ДНКнын репликациясы тирүү организмдин денесинде дене температурасында болот. |
| In vivo же In vitro | |
| PCR – in vitro ыкмасы. | ДНКнын репликациясы in vivo ыкмасы. |
Кыскача маалымат – ПТР менен ДНКнын репликациясы
ДНКнын репликациясы бир ДНК молекуласынан ДНКнын эки окшош көчүрмөсүн өндүрүү процесси. Ал бардык тирүү организмдерде кездешет, анткени ал генетикалык маалыматты ата-энеден тукумга берүү ыкмасын сунуш кылат. Ал үч ферменттик катализденген баскычтан турат, атап айтканда, баштоо, узартуу жана токтотуу. ДНК репликациясын лабораторияда жасалма жол менен жасоого болот. ПТР кызыккан ДНКдан ДНКнын көп сандагы копияларын өндүрүүнүн бир жолу. ПТР дайыма молекулярдык биологиялык лабораторияларда аткарылат, анткени бул ДНКнын көчүрмөлөрүн өндүрүүнүн оңой ыкмасы. Бул ПТР менен ДНКнын репликациясынын ортосундагы айырма.
