Diferencia clave: PCR frente a replicación de ADN
La replicación del ADN es un proceso natural que ocurre en los organismos vivos. Implica la producción de dos copias idénticas de una molécula de ADN. La replicación del ADN es un proceso extremadamente importante de herencia biológica. La información genética se transmite de padres a hijos principalmente debido a la capacidad de replicación del ADN. Por tanto, es un proceso fundamental que se da en casi todos los organismos vivos. Este proceso ocurre in vivo. Sin embargo, la replicación del ADN también se puede realizar mediante métodos in vitro. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es uno de esos métodos in vitro de replicación del ADN. La PCR es un método de amplificación de ADN realizado en laboratorios. Produce de miles a millones de copias de ADN a partir de un gen o fragmento de ADN interesado. Existen diferencias entre la replicación del ADN in vivo y la PCR. La diferencia clave entre estos dos es que la PCR se realiza en una máquina de PCR a temperaturas mantenidas para producir una gran cantidad de copias de ADN, mientras que la replicación del ADN ocurre dentro del cuerpo a temperatura corporal para producir dos copias idénticas de una sola molécula de ADN.
CONTENIDO
1. Descripción general y diferencia clave
2. Qué es la PCR
3. Qué es la replicación del ADN
4. Similitudes entre la PCR y la replicación del ADN
5. Comparación lado a lado: PCR frente a replicación del ADN en forma tabular
6. Resumen
¿Qué es PCR?
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica de amplificación de ADN in vitro que se realiza de forma rutinaria en los laboratorios de Biología Molecular. Este método permitió la producción de miles a millones de copias de un fragmento de ADN particularmente interesado. La PCR fue introducida por Kary Mullis en 1980. En esta técnica, el fragmento de ADN interesado sirve como molde para hacer copias. La enzima llamada polimerasa Taq se utiliza como enzima polimerasa de ADN y catalizará la síntesis de nuevas hebras del fragmento de ADN. Los cebadores que se encuentran en la mezcla de PCR funcionarán como puntos de partida para las extensiones de fragmentos. Al final de la reacción de PCR, se pueden obtener muchas copias de la muestra de ADN.
Todos los ingredientes necesarios para hacer copias de ADN se incluyen en la mezcla de PCR. Son muestras de ADN, ADN polimerasa (polimerasa Taq), cebadores (cebadores directos e inversos), nucleótidos (componentes básicos del ADN) y un tampón. La reacción de PCR se ejecuta en una máquina de PCR y debe alimentarse con la mezcla de PCR correcta y el programa de PCR correcto. Si la mezcla de reacción y el programa son correctos, producirá la cantidad requerida de copias de una sección particular de ADN a partir de una cantidad muy pequeña de ADN.
Hay tres pasos principales involucrados en una reacción de PCR a saber, desnaturalización, hibridación de cebadores y extensión de cadena. Estos tres pasos ocurren a tres temperaturas diferentes. El ADN existe como una hélice de doble hebra. Dos hebras están unidas por enlaces de hidrógeno. Antes de la amplificación, el ADN bicatenario se separa dando una temperatura alta. A alta temperatura, el ADN de doble hebra se desnaturaliza en hebras simples. Luego, los cebadores se aparean con los extremos flanqueantes del fragmento interesado o el gen del ADN. El cebador es una pieza corta de ADN de una sola hebra que es complementaria a los extremos de la secuencia objetivo. Los cebadores directos e inversos se hibridan con las bases complementarias en los extremos flanqueantes del ADN de muestra desnaturalizado a la temperatura de hibridación.
Cuando los cebadores se hibridan con el ADN, la enzima polimerasa Taq inicia la síntesis de las nuevas hebras mediante la adición de nucleótidos que son complementarios al ADN molde. La polimerasa Taq es una enzima termoestable que se aísla de una bacteria termofílica llamada Thermus aquaticus. El tampón de PCR mantiene las condiciones óptimas para la acción de la polimerasa Taq. Estas tres etapas de la reacción de PCR se repiten para producir la cantidad requerida del producto de PCR. En cada reacción de PCR, el número de copias de ADN se duplica. Por tanto, se puede observar una amplificación exponencial en la PCR. El producto de PCR se puede observar usando electroforesis en gel, ya que produce la cantidad visible de ADN en un gel y se puede purificar para estudios adicionales como secuenciación, etc.
Figura 01: PCR
La PCR es una herramienta valiosa en la investigación médica y biológica. Especialmente en los estudios forenses, la PCR tiene un valor inmenso, ya que puede amplificar el ADN para estudios de las pequeñas muestras de los criminales y hacer perfiles de ADN forense. La PCR se utiliza ampliamente en muchas áreas de la biología molecular, incluida la genotipificación, la clonación de genes, la detección de mutaciones, la secuenciación de ADN, los microarrays de ADN y las pruebas de paternidad, etc.
¿Qué es la replicación del ADN?
La replicación del ADN se refiere al proceso que produce dos copias idénticas de ADN a partir de una molécula de ADN. Es un proceso importante de herencia biológica. La replicación del ADN ocurre en todos los organismos vivos. El genoma de la célula madre debe replicarse para transferir el genoma a la célula hija. El proceso de replicación del ADN tiene tres pasos principales llamados inicio, alargamiento y terminación. Estos pasos están catalizados por diferentes enzimas. La replicación del ADN comienza en el lugar llamado origen de replicación en el genoma de las células. En el genoma, el ADN existe en forma bicatenaria. Estas dos hebras se separan al comienzo de la replicación del ADN y se realiza mediante ADN helicasa dependiente de ATP. El desenrollamiento del ADN es el evento principal que ocurre en el paso de iniciación. Al usar hebras de ADN separadas como plantillas,La ADN polimerasa sintetiza las nuevas hebras complementarias de las hebras molde en la dirección 5 'a 3'. Este es el paso llamado alargamiento. La terminación ocurre cuando las dos horquillas de replicación se encuentran en el extremo opuesto del cromosoma parental.
Figura 02: Replicación del ADN
Además de la ADN polimerasa, varias enzimas como la ADN primasa, la ADN helicasa, la ADN ligasa y la topoisomerasa están involucradas en la replicación del ADN. Una característica especial de la replicación del ADN in vivo es que produce fragmentos de Okazaki. Una hebra se forma continuamente mientras que la otra se forma en trozos pequeños.
¿Cuáles son las similitudes entre la PCR y la replicación del ADN?
- Tanto en la PCR como en la replicación del ADN, el ADN bicatenario se separa entre sí.
- En los procesos de replicación de ADN y de PCR, se copia el ADN.
- Tanto los procesos de replicación de ADN como de PCR son realmente importantes.
- Tanto en los procesos de replicación de ADN como en la PCR, interviene la enzima ADN polimerasa.
¿Cuál es la diferencia entre la PCR y la replicación del ADN?
Diferencia del medio del artículo antes de la mesa
PCR vs replicación de ADN |
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| La PCR es un método in vitro de amplificación de ADN en el que se producen de miles a millones de copias de ADN. | La replicación del ADN es un proceso natural que produce dos copias idénticas de ADN a partir de una molécula de ADN. |
| Pasos | |
| PCR tiene tres pasos; desnaturalización, hibridación de cebadores y extensión de cadena. | La replicación del ADN tiene tres pasos; iniciación, alargamiento y terminación. |
| Participación de los cebadores | |
| La PCR necesita cebadores artificiales. | La replicación del ADN no necesita cebadores artificiales. Un pequeño fragmento de ARN participa en la replicación del ADN. |
| Desnaturalización de los filamentos dobles | |
| Las hebras dobles se separan aplicando una temperatura alta en PCR. | Las hebras dobles están separadas entre sí por la enzima helicasa de ADN en la replicación del ADN. |
| Enzima involucrada | |
| La PCR usa polimerasa Taq. | La replicación de ADN utiliza ADN polimerasa. |
| Temperatura | |
| La PCR se produce a tres temperaturas diferentes dentro de una máquina. | La replicación del ADN ocurre a la temperatura corporal dentro del cuerpo del organismo vivo. |
| In vivo o in vitro | |
| La PCR es un método in vitro. | La replicación del ADN es un método in vivo. |
Resumen: PCR frente a replicación de ADN
La replicación del ADN es un proceso de producción de dos copias idénticas de ADN a partir de una sola molécula de ADN. Ocurre en todos los organismos vivos, ya que ofrece un método para transmitir la información genética de padres a hijos. Consiste en tres pasos catalizados enzimáticamente, a saber, inicio, alargamiento y terminación. La replicación del ADN se puede realizar de forma artificial en el laboratorio. La PCR es una forma de producir una gran cantidad de copias de ADN a partir del ADN interesado. La PCR se realiza de forma rutinaria en los laboratorios de biología molecular, ya que es un método fácil de producir copias de ADN. Ésta es la diferencia entre la PCR y la replicación del ADN.
