Dallimi kryesor – PCR kundrejt replikimit të ADN-së
Replikimi i ADN-së është një proces natyror që ndodh në organizmat e gjallë. Ai përfshin prodhimin e dy kopjeve identike të një molekule të ADN-së. Replikimi i ADN-së është një proces jashtëzakonisht i rëndësishëm i trashëgimisë biologjike. Informacioni gjenetik transmetohet nga prindi tek pasardhësit kryesisht për shkak të aftësisë së replikimit të ADN-së. Prandaj, është një proces thelbësor që ndodh pothuajse në të gjithë organizmat e gjallë. Ky proces ndodh in vivo. Megjithatë, riprodhimi i ADN-së mund të bëhet edhe nëpërmjet metodave in vitro. Reaksioni zinxhir i polimerazës (PCR) është një metodë e tillë in vitro e replikimit të ADN-së. PCR është një metodë e amplifikimit të ADN-së që kryhet në laboratorë. Ai prodhon mijëra deri në miliona kopje të ADN-së nga një fragment i interesuar i ADN-së ose një gjen. Ka dallime midis replikimit in vivo të ADN-së dhe PCR. Dallimi kryesor midis këtyre të dyjave është se PCR kryhet në një makinë PCR në temperatura të ruajtura për të prodhuar një numër të madh kopjesh të ADN-së ndërsa riprodhimi i ADN-së ndodh brenda trupit në temperaturën e trupit për të prodhuar dy kopje identike të një molekule të vetme të ADN-së.
Çfarë është PCR?
Reaksioni zinxhir i polimerazës (PCR) është një teknikë e amplifikimit të ADN-së in vitro që kryhet në mënyrë rutinore në laboratorët biologjikë molekularë. Kjo metodë mundësoi prodhimin e mijëra deri në miliona kopjeve të një fragmenti veçanërisht të interesuar të ADN-së. PCR u prezantua nga Kary Mullis në vitin 1980. Në këtë teknikë, fragmenti i interesuar i ADN-së shërbehet si shabllon për të bërë kopje. Enzima e quajtur Taq polimeraza përdoret si enzimë e polimerazës së ADN-së dhe do të katalizojë sintezën e vargjeve të reja të fragmentit të ADN-së. Primerat që janë në përzierjen PCR do të funksionojnë si pika fillestare për zgjatimet e fragmenteve. Në fund të reaksionit PCR, mund të merren shumë kopje të ADN-së së mostrës.
Të gjithë përbërësit që janë të nevojshëm për të bërë kopje të ADN-së përfshihen në përzierjen PCR. Ato janë ADN-ja e mostrës, ADN polimeraza (Taq polimeraza), primerët (primera përpara dhe të kundërt), nukleotide (blloqet ndërtuese të ADN-së) dhe një tampon. Reagimi PCR kryhet në një makinë PCR dhe duhet të ushqehet me përzierjen e duhur PCR dhe programin e duhur PCR. Nëse përzierja e reagimit dhe programi janë të sakta, ajo do të prodhojë sasinë e kërkuar të kopjeve të një seksioni të caktuar të ADN-së nga një sasi shumë e vogël ADN-je.
Ka tre hapa kryesorë të përfshirë në një reaksion PCR, domethënë denatyrimi, pjekja e primerit dhe zgjatja e vargut. Këto tre hapa ndodhin në tre temperatura të ndryshme. ADN-ja ekziston si një spirale me dy fije. Dy fije janë të lidhura me lidhje hidrogjenore. Përpara amplifikimit, ADN-ja me dy vargje ndahet duke dhënë një temperaturë të lartë. Në temperaturë të lartë, ADN-ja me dy zinxhirë denatyrohet në fije të vetme. Pastaj primerët pjekjen me skajet anësore të fragmentit të interesuar ose gjenit të ADN-së. Primeri është një pjesë e shkurtër e ADN-së me një fije floku që është plotësuese me skajet e sekuencës së synuar. Primerët e përparmë dhe të kundërt pjeken me bazat plotësuese në skajet anësore të ADN-së së mostrës së denatyruar në temperaturën e pjekjes.
Kur primerët kalohen me ADN, enzima e polimerazës Taq fillon sintezën e vargjeve të reja duke shtuar nukleotide që janë plotësuese me ADN-në shabllon. Taq polimeraza është një enzimë e qëndrueshme ndaj nxehtësisë që është e izoluar nga një bakter termofilik i quajtur Thermus aquaticus. Buferi PCR ruan kushtet optimale për veprimin e polimerazës Taq. Këto tre faza të reagimit PCR përsëriten për të prodhuar sasinë e nevojshme të produktit PCR. Në çdo reagim PCR, numri i kopjes së ADN-së dyfishohet. Prandaj, një përforcim eksponencial mund të vërehet në PCR. Produkti PCR mund të vëzhgohet duke përdorur elektroforezë xhel pasi prodhon sasinë e dukshme të ADN-së në një xhel dhe mund të pastrohet për studime të mëtejshme si sekuenca etj.
Figura 01: PCR
PCR është një mjet i vlefshëm në kërkimet mjekësore dhe biologjike. Sidomos në studimet mjekoligjore, PCR ka një vlerë të jashtëzakonshme pasi mund të amplifikojë ADN-në për studime nga mostrat e vogla të kriminelëve dhe të bëjë profile të ADN-së mjeko-ligjore. PCR përdoret gjerësisht në shumë fusha të biologjisë molekulare, duke përfshirë, gjenotipizimin, klonimin e gjeneve, zbulimin e mutacioneve, sekuencën e ADN-së, mikrovargjet e ADN-së dhe testimin e atësisë etj.
Çfarë është replikimi i ADN-së?
Replikimi DNA i referohet procesit që prodhon dy kopje identike të ADN-së nga një molekulë e ADN-së. Është një proces i rëndësishëm i trashëgimisë biologjike. Replikimi i ADN-së ndodh në të gjithë organizmat e gjallë. Gjenomi i qelizës mëmë duhet të përsëritet në mënyrë që të dorëzohet gjenomi në qelizën bijë. Procesi i replikimit të ADN-së ka tre hapa kryesorë të quajtur fillimi, zgjatja dhe përfundimi. Këto hapa katalizohen nga enzima të ndryshme. Replikimi i ADN-së fillon nga vendi i quajtur origjina e replikimit në gjenomën e qelizave. Në gjenom, ADN-ja ekziston në formë të dyfishtë. Këto dy vargje janë të ndara në fillim të replikimit të ADN-së dhe kjo bëhet nga helikaza e ADN-së e varur nga ATP. Zbërthimi i ADN-së është ngjarja kryesore që ndodh në hapin e fillimit. Duke përdorur vargjet e ndara të ADN-së si shabllone, ADN polimeraza sintetizon fijet e reja plotësuese të vargjeve të shabllonit në drejtimin 5' deri në 3'. Ky është hapi i quajtur zgjatim. Përfundimi ndodh kur dy pirunët e replikimit takohen me njëri-tjetrin në skajin e kundërt të kromozomit prindëror.
Figura 02: Replikimi i ADN-së
Përveç polimerazës së ADN-së, disa enzima si primaza e ADN-së, helikaza e ADN-së, ligaza e ADN-së dhe Topoizomeraza janë të përfshira në replikimin e ADN-së. Një tipar i veçantë i replikimit in vivo të ADN-së është se ai prodhon fragmente Okazaki. Njëra fillesë formohet vazhdimisht ndërsa tjetra në copa të vogla.
Cilat janë ngjashmëritë midis PCR dhe replikimit të ADN-së?
- Si në PCR dhe në replikimin e ADN-së, ADN-ja me dy fije ndahet nga njëra-tjetra.
- Në të dy proceset PCR dhe replikimin e ADN-së, ADN-ja kopjohet.
- Të dy proceset e replikimit të PCR dhe të ADN-së janë vërtet të rëndësishme.
- Në të dy proceset PCR dhe replikimin e ADN-së, përfshihet enzima e ADN polimerazës.
Cili është ndryshimi midis PCR dhe replikimit të ADN-së?
PCR kundër replikimit të ADN-së |
|
| PCR është një metodë in vitro e amplifikimit të ADN-së në të cilën prodhohen mijëra deri në miliona kopje të ADN-së. | Replikimi i ADN-së është një proces natyror që prodhon dy kopje identike të ADN-së nga një molekulë ADN-je. |
| Hapat | |
| PCR ka tre hapa; denatyrimi, pjekja e primerit dhe zgjatja e fillesës. | Replikimi i ADN-së ka tre hapa; fillimi, zgjatja dhe përfundimi. |
| Përfshirja e Abetareve | |
| PCR ka nevojë për primerë artificialë. | Replikimi i ADN-së nuk ka nevojë për primerë artificialë. Një fragment i shkurtër i ARN-së është i përfshirë në replikimin e ADN-së. |
| Denatyrimi i dyfijeve | |
| Fijet e dyfishta ndahen duke aplikuar një temperaturë të lartë në PCR. | Fijet e dyfishta ndahen nga njëra-tjetra nga enzima helikaza e ADN-së në replikimin e ADN-së. |
| Enzima e përfshirë | |
| PCR përdor Taq polimerazën. | Replikimi i ADN-së përdor polimerazën e ADN-së. |
| Temperatura | |
| PCR ndodh në tre temperatura të ndryshme brenda një makinerie. | Replikimi i ADN-së ndodh në temperaturën e trupit brenda trupit të organizmit të gjallë. |
| In vivo ose In vitro | |
| PCR është një metodë in vitro. | Replikimi i ADN-së është një metodë in vivo. |
Përmbledhje – PCR kundrejt replikimit të ADN-së
Replikimi i ADN-së është një proces i prodhimit të dy kopjeve identike të ADN-së nga një molekulë e vetme e ADN-së. Ndodh në të gjithë organizmat e gjallë pasi ofron një metodë për dhënien e informacionit gjenetik nga prindi tek pasardhësit. Ai përbëhet nga tre hapa të katalizuar enzimatikisht, përkatësisht fillimi, zgjatja dhe përfundimi. Replikimi i ADN-së mund të bëhet artificialisht në laborator. PCR është një mënyrë për të prodhuar një numër të madh të kopjeve të ADN-së nga ADN-ja e interesuar. PCR kryhet në mënyrë rutinore në laboratorët biologjikë molekularë pasi është një metodë e lehtë për të prodhuar kopje të ADN-së. Ky është ndryshimi midis PCR dhe replikimit të ADN-së.
