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 la herencia biológica. La información genética se transmite de padres a hijos principalmente debido a la capacidad de replicación del ADN. Por lo tanto, es un proceso esencial que ocurre 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 fragmento de ADN interesado o de un gen. Existen diferencias entre la replicación de 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 la temperatura corporal para producir dos copias idénticas de una sola molécula de ADN.
¿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 plantilla para hacer copias. La enzima denominada Taq polimerasa se utiliza como enzima ADN polimerasa 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 están incluidos en la mezcla de PCR. Son muestras de ADN, ADN polimerasa (Taq polimerasa), cebadores (cebadores directos e inversos), nucleótidos (bloques de construcción de 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, la desnaturalización, el recocido del cebador y la extensión de la cadena. Estos tres pasos ocurren a tres temperaturas diferentes. El ADN existe como una hélice de doble cadena. Dos hebras están unidas por enlaces de hidrógeno. Antes de la amplificación, el ADN de doble cadena se separa aplicando una temperatura elevada. A alta temperatura, el ADN bicatenario se desnaturaliza en cadenas sencillas. Luego, los cebadores se hibridan con los extremos flanqueantes del fragmento interesado o el gen del ADN. El cebador es una pieza corta de ADN monocatenario que es complementario a los extremos de la secuencia objetivo. Los cebadores directos e inversos se hibridan con las bases complementarias en los extremos laterales 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 al agregar nucleótidos que son complementarios al ADN molde. La polimerasa Taq es una enzima estable al calor que se aísla de una bacteria termófila llamada Thermus aquaticus. El tampón 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 lo tanto, se puede observar una amplificación exponencial en la PCR. El producto de PCR se puede observar mediante electroforesis en gel, ya que produce la cantidad visible de ADN en un gel y se puede purificar para estudios posteriores, como la secuenciación, etc.
Figura 01: PCR
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 a partir de las pequeñas muestras de los delincuentes y hacer perfiles de ADN forense. La PCR se usa ampliamente en muchas áreas de la biología molecular, incluidos el genotipado, la clonación de genes, la detección de mutaciones, la secuenciación de ADN, las micromatrices 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 importante proceso 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 iniciación, elongación y terminación. Estos pasos son catalizados por diferentes enzimas. La replicación del ADN comienza desde la ubicación llamada origen de replicación en el genoma de las células. En el genoma, el ADN existe en forma de doble cadena. Estas dos hebras se separan al comienzo de la replicación del ADN, y lo hace la ADN helicasa dependiente de ATP. El desenrollamiento del ADN es el evento principal que ocurre en el paso de iniciación. Mediante el uso de cadenas de ADN separadas como plantillas, la ADN polimerasa sintetiza las nuevas cadenas complementarias de las cadenas de plantilla en la dirección 5' a 3'. Este es el paso llamado elongación. 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 pequeños pedazos.
¿Cuáles son las similitudes entre la PCR y la replicación del ADN?
- Tanto en la PCR como en la replicación del ADN, el ADN de doble cadena se separa entre sí.
- En los procesos de replicación de ADN y PCR, el ADN se copia.
- Tanto la PCR como los procesos de replicación del ADN son realmente importantes.
- En los procesos de replicación de ADN y PCR, la enzima ADN polimerasa está involucrada.
¿Cuál es la diferencia entre la PCR y la replicación del ADN?
PCR frente a replicación de ADN |
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| 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, recocido de cebadores y extensión de cadenas. | La replicación del ADN consta de tres pasos; iniciación, elongación y terminación. |
| Participación de los iniciadores | |
| PCR necesita cebadores artificiales. | La replicación del ADN no necesita cebadores artificiales. Un fragmento corto de ARN está involucrado en la replicación del ADN. |
| Desnaturalización de los hilos dobles | |
| Las cadenas dobles se separan aplicando una temperatura alta en PCR. | Las cadenas dobles se separan entre sí por la enzima ADN helicasa en la replicación del ADN. |
| Enzima involucrada | |
| PCR utiliza polimerasa Taq. | La replicación del ADN utiliza ADN polimerasa. |
| Temperatura | |
| La PCR ocurre 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 | |
| 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. Consta de tres pasos catalizados enzimáticamente, a saber, iniciación, elongación y terminación. La replicación del ADN se puede hacer artificialmente 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 sencillo para producir copias de ADN. Esta es la diferencia entre la PCR y la replicación del ADN.
