Негізгі айырмашылық – ПТР мен ДНҚ секвенциясы
ПТР және ДНҚ секвенциясы молекулалық биологиядағы екі маңызды әдіс болып табылады. Полимеразды тізбекті реакция (ПТР) – ДНҚ фрагментінің көп көшірмелерін жасайтын процесс. ДНҚ секвенциясы - бұл белгілі бір ДНҚ фрагментінің нуклеотидтерінің дәл тәртібін беретін әдіс. Бұл ПТР мен ДНҚ секвенциясы арасындағы негізгі айырмашылық. ПТР – ДНҚ секвенциясына қатысатын негізгі қадамдардың бірі.
ПТР дегеніміз не?
Полимеразды тізбекті реакция (ПТР) - молекулалық биологияда қолданылатын ДНҚ күшейту әдісі. Ол белгілі бір ДНҚ фрагментінің мыңдаған миллиондаған көшірмелерін шығарады. Бұл әдісті 1983 жылы Кари Муллис әзірлеген. Бұл әдістемеде күшейтілетін ДНҚ фрагменті үлгі ретінде қызмет етеді және ДНҚ полимераза ферменті ПТР қоспасында бар праймерге комплементарлы нуклеотидтерді қосады. ПТР реакциясының соңында ДНҚ үлгісінің көптеген көшірмелері синтезделеді.
ПТР қоспасының әртүрлі құрамдас бөліктері бар, соның ішінде ДНҚ, ДНҚ полимераза (Taq полимераза), праймерлер (тура және кері праймерлер), нуклеотидтер (ДНҚ құрылыс блоктары) және буфер. ПТР ПТР аппаратының ішінде болады және құрылғыға дұрыс ПТР қоспасы жүктеліп, дұрыс бағдарлама жүргізілуі керек. Бұл әдіс ДНҚ-ның өте аз мөлшерінен ДНҚ-ның белгілі бір бөлігінің мыңдаған миллиондаған көшірмелерін жасауға мүмкіндік береді.
ПТР реакциялары гельде ПТР өнімдерінің көрінетін мөлшерін шығару үшін циклді түрде жүреді. 01-суретте көрсетілгендей ПТР реакциясында үш негізгі кезең бар, атап айтқанда денатурация, праймерді жасыту және тізбекті ұзарту. Бұл үш қадам үш түрлі температурада орын алады. ДНҚ комплементарлы негіздер арасындағы сутектік байланыс арқылы қос тізбекті түрде болады. Импликациядан бұрын қос тізбекті ДНҚ бір-бірінен бөлінуі керек. Ол жоғары температураны беру арқылы жасалады. Жоғары температурада қос тізбекті ДНҚ бір тізбекке денатурацияланады. Содан кейін праймерлер нақты фрагменттің немесе ДНҚ генінің бүйірлік ұштарына жақындауы керек. Праймер - мақсатты тізбекті толықтыратын бір тізбекті ДНҚ-ның қысқа бөлігі. Алға және кері праймерлер жасыту температурасында денатуратталған ДНҚ үлгісінің бүйір ұштарында комплементарлы негіздермен жасытады. Праймерлер ыстыққа төзімді болуы керек. Праймерлер ДНҚ үлгісімен жасытылғаннан кейін, тақ-полимераза ферменті мақсатты ДНҚ-ға қосымша болып табылатын нуклеотидтерді қосу арқылы жаңа тізбектердің синтезін бастайды. Taq полимераза - бұл термофильді бактериядан бөлінген термиялық тұрақты фермент Thermus aquaticus. ПТР буфері тақ полимераза әрекеті үшін оңтайлы жағдайларды сақтайды. ПТР реакцияларының осы үш кезеңі ПТР өнімінің қажетті мөлшерін алу үшін қайталанады. Әрбір ПТР реакциясынан кейін ДНҚ көшірмесінің саны екі есе артады. Демек, ПТР-да экспоненциалды күшейтуді байқауға болады. ПТР өнімдерін гельдік электрофорез арқылы байқауға болады және әрі қарай зерттеулер үшін тазартуға болады.
01-сурет: ПТР реакциясының негізгі қадамдары
ПТР медициналық және биологиялық зерттеулердегі құнды құрал болып табылады. ПТР сот-медициналық ғылымда ерекше мәнге ие, өйткені ол қылмыскерлердің кішкентай үлгілерінен зерттеулер үшін ДНҚ-ны күшейтіп, сот-медициналық ДНҚ профильдерін жасай алады. ПТР молекулалық биологияның көптеген салаларында кеңінен қолданылады, соның ішінде генотиптеу, гендерді клондау, мутацияны анықтау, ДНҚ секвенциясы, ДНҚ микромассивтері және әкелік сынау, т.б.
02-сурет: Полимеразды тізбекті реакция
ДНҚ секвенциясы дегеніміз не?
ДНҚ секвенциясы – берілген ДНҚ фрагментіндегі нуклеотидтердің – аденин, гуанин, цитозин және тиминнің нақты ретін анықтау. Генетикалық ақпарат ДНҚ тізбегінде нуклеотидтердің дұрыс ретін қолдана отырып сақталады. Демек, ДНҚ фрагментіндегі нуклеотидтердің нақты ретін табу гендердің құрылымы мен қызметі туралы білу үшін өте маңызды.
ДНҚ секвенирлеу протоколы әртүрлі процестерді қамтиды. Бірінші қадам - мүдделі ДНҚ немесе организмнің геномдық ДНҚ-сын оқшаулау. ПТР көмегімен (жоғарыда сипатталғандай) ДНҚ-ның қажетті аймағын күшейту керек. Күшейтілген ПТР өнімін гельдік электрофорез арқылы бөліп, тазарту керек. Күшейтілген фрагменттер реттілікке арналған үлгілер ретінде қызмет етеді. Тізбектеуді Сангер реттілігімен немесе жоғары өткізу қабілеттілігімен реттілік әдісімен орындауға болады. Сэнгер секвенциясы нәтижесінде алынған ДНҚ фрагменттерінің капиллярлық электрофорезін қажет етеді. Нуклеотидтердің дұрыс ретін анықтау авторрадиографтарды қолмен оқу немесе автоматтандырылған ДНҚ секвенсерлерін пайдалану арқылы жүзеге асырылады.
Гендердің секвенциясы адам геномының жобасына үлес қосты және 2003 жылы адам геномының картасын жасауға көмектесті. Сот сараптамасында ДНҚ секвенциясы бірегей ДНҚ тізбегін көрсететін және қылмыскерлерді анықтайтын тұлғаларды анықтауға мүмкіндік берді. Медицинада ДНҚ секвенциясы генетикалық және басқа ауруларға жауапты гендерді анықтау, ақау гендерін табу және оларды дұрыс гендермен ауыстыру үшін қолданылуы мүмкін. Ауыл шаруашылығында кейбір микроорганизмдердің ДНҚ секвенирлеу ақпараты экономикалық қажетті сипаттамалары бар трансгенді дақылдарды өндіру үшін пайдаланылады.
03-сурет: ДНҚ реттілігі
ПТР мен ДНҚ секвенциясының айырмашылығы неде?
ПТР және ДНҚ секвенциясы |
|
| ПТР процесі қызықты ДНҚ фрагментінің мыңдаған миллиондаған көшірмелерін жасайды. | ДНҚ секвенциясы – берілген ДНҚ фрагментіндегі нуклеотидтердің нақты ретін анықтау процесі. |
| Нәтиже | |
| ПТР белгілі бір ДНҚ фрагментінің мыңдаған миллиондаған көшірмелерін жасайды | Бұл белгілі бір ДНҚ фрагментіндегі негіздердің дұрыс ретіне әкеледі. |
| ddNTPs қатысу | |
| ПТР үшін ddNTP қажет емес. Ол dNTP пайдаланады. | ДНҚ секвенциясы тізбек түзілуін тоқтату үшін ddNTPs қажет. |
Қорытынды – ПТР және ДНҚ секвенциясы
ПТР және ДНҚ секвенциясы молекулалық биологияның көптеген салаларында өте маңызды құралдар болып табылады. ДНҚ фрагменттерін күшейту ПТР әдісімен жүзеге асырылады, ал ДНҚ фрагментінің нуклеотидтерінің дұрыс реті ДНҚ секвенирлеуімен анықталады. Бұл ПТР мен ДНҚ секвенциясы арасындағы айырмашылық.
