Cara Membedakan PCR dan Replikasi DNA?

Perbedaan yang menonjol antara PCR dan replikasi DNA adalah PCR adalah proses in vitro yang mensintesis DNA, sedangkan replikasi DNA adalah proses sintesis DNA in vivo .

PCR dan replikasi DNA adalah dua proses yang bertanggung jawab untuk sintesis DNA. Enzim yang bertanggung jawab untuk sintesis DNA dalam PCR adalah DNA polimerase termofilik seperti Taq polimerase sedangkan enzim yang bertanggung jawab untuk replikasi DNA adalah DNA polimerase . Selain itu, PCR menggunakan primer DNA sedangkan replikasi DNA menggunakan primer RNA yang disintesis oleh RNA primase.

Topik bahasan kami tentang:

1. Apa itu PCR – Pengertian, Proses, Kepentingannya 2. Apa Itu Replikasi DNA – Pengertian, Proses, Kepentingan 3. Apa Persamaan Antara PCR dan Replikasi DNA – Garis Besar Ciri-ciri Umum 4. Apa Perbedaan Antara PCR dan Replikasi DNA – Perbandingan Perbedaan Kunci

Istilah Utama

DNA Polimerase, Replikasi DNA, PCR (Polymerase Chain Reaction), Primer, Taq Polimerase

Yang perlu anda ketahui tentang PCR?

PCR ( polymerase chain reaction ) adalah teknik biologi molekuler yang banyak digunakan untuk menghasilkan ribuan hingga jutaan salinan fragmen DNA tertentu melalui amplifikasi eksponensial. Ini dikembangkan oleh Kary Mullis pada tahun 1983. Karakteristik paling signifikan dari PCR adalah bergantung pada siklus termal. Maka dari itu, memungkinkan reaksi yang bergantung pada suhu yang berbeda terjadi, termasuk peleburan DNA dan polimerisasi DNA yang digerakkan oleh enzim. Di sisi lain, dua reagen utama yang digunakan dalam PCR adalah primer DNA, yang melengkapi urutan target dan polimerase DNA tahan panas seperti Taq polimerase, diisolasi dari bakteri termofilik Thermus aquaticus. Sementara itu, primer PCR maju dan mundur mengapit daerah yang akan dipolimerisasi pada fragmen DNA.

Gambar 1: Reaksi Rantai Polimerase

Selanjutnya, tiga langkah utama yang terlibat dalam PCR adalah:

1. Denaturasi – Melelehkan dupleks DNA menjadi dua untai tunggal dengan memanaskan hingga 94-95 °C.
2. Annealing – Pengikatan primer maju dan mundur ke urutan komplementer pada templat. Suhu langkah ini tergantung pada suhu leleh kombinasi primer.
3. Ekstensi primer – Enzim DNA polimerase memperluas masing-masing primer pada ujung 3 dengan menambahkan basa komplementer ke untai yang sedang tumbuh. Suhu optimum Taq polimerase, 72 °C digunakan sebagai suhu pada tahap ekstensi. Waktu perpanjangan tergantung pada jumlah pasangan basa dalam untai cetakan.

Umumnya, tiga langkah diulang selama 30-40 kali selama PCR untuk mendapatkan pertumbuhan eksponensial dari fragmen DNA yang diinginkan.

Yang perlu anda ketahui tentang Replikasi DNA

Replikasi DNA adalah proses biologis yang bertanggung jawab untuk sintesis dua salinan identik DNA dari satu salinan. Selain itu, ini adalah dasar pewarisan biologis dan membantu sel menjalani pembelahan sel. Selain itu, salah satu karakteristik utama replikasi DNA adalah replikasi semikonservatif. Setiap untai DNA dalam dupleks DNA berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis untai DNA baru, yang melengkapinya. Selanjutnya, satu set protein mengambil bagian dalam replikasi DNA. Pada dasarnya, mereka adalah DNA helicase untuk melepaskan dupleks DNA, DNA polimerase untuk mempolimerisasi DNA, penjepit DNA untuk mencegah disosiasi DNA polimerase, protein pengikat untai tunggal untuk menstabilkan DNA untai tunggal, topoisomerase untuk mengendurkan untai DNA selama polimerisasi, DNA ligase untuk mengikat Fragmen Okazaki , primase untuk mensintesis primer RNA, dan telomerase untuk memperpanjang DNA telomer.

Gambar 2: Replikasi DNA

Selain itu, replikasi DNA adalah proses yang berkelanjutan, dan tiga langkah dalam replikasi DNA adalah:

1. Inisiasi – Memulai replikasi DNA pada asal replikasi dengan bantuan kompleks pengenalan asal.
2. Pemanjangan – Sintesis DNA dalam arah 5′ ke 3′ pada untai utama dan tertinggal oleh DNA polimerase. Selama pemanjangan, garpu replikasi terbentuk. Juga, polimerisasi pada untai utama berlangsung terus menerus, dan polimerisasi pada untai tertinggal terjadi melalui pembentukan fragmen Okazaki.
3. Terminasi – Penyumbatan replikasi DNA oleh kombinasi urutan situs terminasi dalam DNA, dan protein yang mengikat urutan ini untuk menghentikan replikasi DNA secara fisik.

Persamaan Antara PCR dan Replikasi DNA

• PCR dan replikasi DNA adalah dua proses sintesis DNA.
• Keduanya adalah reaksi berantai polimerisasi.
• Selanjutnya, mereka melanjutkan dalam arah 5′ ke 3′ di setiap untai.
• Maka dari itu, polimerisasi dua untai DNA yang antiparalel terjadi dalam arah yang berlawanan.
• Juga, enzim polimerisasi DNA melakukan kedua proses.
• Fungsi utama enzim ini untuk menambahkan basa komplementer pada untai yang sedang tumbuh.
• Selain itu, kedua proses menggunakan primer, yang merupakan fragmen oligonukleotida pendek yang melengkapi DNA.
• Primer bertanggung jawab untuk inisiasi sintesis DNA.
• Kedua proses tersebut menggunakan DNA yang ada sebagai cetakan DNA untuk sintesis DNA baru.
• Maka dari itu, mereka terjadi secara semikonservatif.
• Mereka menggunakan nukleotida deoksiribosa sebagai substrat.

Perbedaan Antara PCR dan Replikasi DNA

Definisi

PCR (polymerase chain reaction) adalah istilah untuk metode yang banyak digunakan dalam biologi molekuler untuk membuat banyak salinan dari segmen DNA tertentu sementara replikasi DNA adalah istilah untuk proses biologis menghasilkan dua replika identik DNA dari satu molekul DNA asli. Jadi, ini adalah Perbedaan yang menonjol antara PCR dan replikasi DNA.

Kejadian

PCR adalah proses in vitro , yang terjadi di dalam tabung reaksi sedangkan replikasi DNA adalah proses in vivo , yang terjadi di dalam sel hidup.

Sasaran

Tujuan utama PCR adalah menghasilkan 2 ³⁰ hingga 2 ⁴⁰ salinan fragmen DNA tunggal sedangkan tujuan utama replikasi DNA adalah menyalin seluruh genom sekaligus.

Panjang Target

Target PCR lebih pendek sedangkan target replikasi DNA lebih panjang.

Kesinambungan Proses

PCR adalah proses terputus-putus yang berlangsung melalui 30-40 siklus sementara replikasi DNA adalah proses yang berkelanjutan.

Membuka Dua Helai DNA Helix

Pada PCR, dupleks DNA dilebur dengan menggunakan panas yaitu >90 °C sedangkan pada replikasi DNA, dupleks DNA dibuka oleh enzim ATP-dependent helicase.

Primer

Perbedaan lain antara PCR dan replikasi DNA adalah PCR menggunakan primer DNA sedangkan replikasi DNA menggunakan primer RNA yang disintesis oleh enzim primase.

Enzim Polimerisasi

Selain itu, PCR menggunakan DNA polimerase termofilik seperti Taq DNA polimerase sedangkan replikasi DNA menggunakan DNA polimerase.

Karakteristik Polimerase

Taq polimerase dalam PCR tidak kaya karakteristik, dan juga tidak memiliki kemampuan proofreading sementara DNA polimerase dalam replikasi DNA mengandung kemampuan fidelitas, kecepatan, proofreading, dan perbaikan yang tinggi.

Garpu Replikasi

Garpu replikasi tidak terjadi pada PCR sedangkan garpu replikasi terjadi pada replikasi DNA.

5′ hingga 3′ Aktivitas Eksonuklease

Taq polimerase dalam PCR tidak mengandung aktivitas eksonuklease 5 hingga 3 sedangkan DNA polimerase dalam replikasi DNA memiliki aktivitas eksonuklease 5 hingga 3 untuk mendegradasi primer RNA.

Suhu

Taq polimerase dalam PCR beroperasi pada suhu tinggi seperti 72 °C sedangkan DNA polimerase dalam replikasi DNA beroperasi pada suhu fisiologis, yaitu 37 °C.

Kompleksitas

PCR berfungsi sebagai pendekatan sederhana untuk sintesis DNA in vitro sementara replikasi DNA adalah proses yang kompleks, yang bergantung pada serangkaian enzim dan kofaktor yang terdefinisi dengan
baik tetapi kompleks.

Kecepatan

Kecepatan PCR adalah 1-4 kb/menit sedangkan kecepatan repli
kasi DNA adalah 1 kb/s.

Ketepatan

Tingkat kesalahan Taq polimerase dalam PCR adalah 1 dalam 9000 basa sedangkan tingkat kesalahan DNA polimerase dalam replikasi DNA adalah 1 dalam 100.000 basa.

Kata terakhir

Pada dasarnya, PCR adalah proses sintesis DNA in vitro . Juga, ini adalah pendekatan sederhana yang menggunakan suhu tinggi dan termofilik Taq polimerase sebagai enzim. Selain itu, ia menggunakan primer DNA. Namun, tujuan utama PCR adalah untuk menghasilkan sejumlah besar salinan dari fragmen DNA tertentu. Di sisi lain, replikasi DNA adalah proses in vivo sintesis DNA yang bertanggung jawab untuk sintesis seluruh genom, mempersiapkan sel untuk membelah. Namun, itu membutuhkan sejumlah agen fisiologis bersama dengan enzim DNA polimerase. Selain itu, enzim ini bekerja pada suhu tubuh. Selain itu, replikasi DNA adalah proses yang sangat akurat. Maka dari itu, Perbedaan yang menonjol antara PCR dan replikasi DNA adalah karakteristik proses yang berbeda.

Sumber bacaan:

1. “Reaksi Rantai Polimerase (PCR).” Khan Academy, Khan Academy, Tersedia Di Sini . 2. “Apa itu Replikasi DNA?” Yourgenome, Tim Keterlibatan Publik di Kampus Wellcome Genome, 25 Januari 2016, Tersedia Di Sini .

Sumber gambar:

1. “Reaksi berantai polimerase” Oleh Enzoklop – Pekerjaan sendiri ( CC BY-SA 3.0 ) melalui Commons Wikimedia 2. “Replikasi DNA en” Oleh LadyofHats Mariana Ruiz – Karya sendiri ( Domain Publik ) melalui Commons Wikimedia