Différence entre le clonage des gènes et la PCR

Différence clé - Clonage des gènes vs PCR
 

La synthèse de nombreuses copies de l'ADN à partir d'un fragment d'ADN spécifique est appelée amplification de l'ADN. Il existe deux principaux processus d'amplification d'ADN à savoir le clonage des gènes et la PCR. La principale différence entre le clonage des gènes et la PCR est, Le clonage du gène produit les multiples copies d'un gène spécifique in vivo En construisant un ADN recombinant et en se croissanceur à l'intérieur d'une bactérie hôte tandis que la PCR produit des millions de copies d'un fragment d'ADN spécifique in vitro subir des cycles répétés de dénaturation et de synthèse.

CONTENU
1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que le clonage des gènes
3. Qu'est-ce que PCR
4. Comparaison côte à côte - clonage des gènes vs PCR
5. Résumé

Qu'est-ce que le clonage des gènes?

Le clonage des gènes est une technique utilisée pour localiser et multiplier un gène spécifique de l'ADN génomique extrait d'un organisme par la construction de l'ADN recombinant. L'ADN génomique contient des milliers de gènes différents codés pour les protéines. Lorsque l'ADN est extrait, il comprend tous les gènes possibles qu'il peut supporter. La technique de clonage des gènes a permis la détection d'un gène spécifique de l'ADN total. Le clonage des gènes sert donc d'outil important en biologie moléculaire.

La fabrication d'une bibliothèque génomique d'un organisme est essentielle au clonage des gènes s'il n'y a aucune idée de l'emplacement du gène pertinent dans l'ADN. Une bibliothèque génomique est fabriquée en utilisant les étapes suivantes.

Étape 1: Extraction de l'ADN total d'un organisme qui contient le gène souhaité.

Étape 2: Digestion des restrictions de l'ADN extrait pour produire de petits fragments gérables. Cette étape est facilitée par des endonucléases de restriction.

Étape 3: Sélection d'un vecteur approprié et ouvrant l'ADN vectoriel en utilisant les mêmes endonucléases de restriction. Les plasmides bactériens sont couramment utilisés comme vecteurs pour transporter l'ADN étranger. Les plasmides sont de petits cercles d'ADN situés dans les bactéries.

Étape 4: Combinaison de l'ADN vecteur et de l'ADN fragmenté pour produire une molécule d'ADN recombinante. Cette étape est régie par l'ADN ligase.

Étape 5: Transfert de molécules d'ADN recombinantes dans les bactéries hôtes. Cette étape est connue sous le nom de transformation et se fait en utilisant un choc thermique.

Étape 5: Dépistage des cellules bactériennes transformées sur un milieu de culture. Une population mixte de cellules hôtes transformées et non transformées est obtenue à la fin du processus de transformation. Comme le gène d'intérêt ne comprend que les cellules hôtes transformées. Par conséquent, il est nécessaire de sélectionner les cellules transformées. La sélection est faite à l'aide de médias sélectifs contenant des antibiotiques. Seules les cellules transformées se développent sur ce milieu de dépistage permettant la sélection.

Étape 6: Croissance des bactéries pour produire une bibliothèque de gènes. À cette étape, les cellules hôtes transformées sont introduites en milieux de culture frais qui fournissent des exigences de croissance optimales. Les colonies totales sur les plaques de culture représentent la bibliothèque génomique de cet organisme.

Étape 7: La molécule d'ADN recombinante contenant le gène d'intérêt doit être projetée à partir de milliers de fragments clonés d'ADN recombinant. Il peut être accompli par l'utilisation de sondes qui marquent le gène spécifique ou la protéine spécifique des résultats de ce gène.

Une fois que le gène intéressé contenant la colonie bactérienne est identifié à partir des colonies totales, il est possible de faire des millions de copies du plasmide recombinant qui contient le gène.

Le clonage des gènes est utilisé pour établir des bibliothèques de gènes, produisant des protéines spéciales, des vitamines, des antibiotiques, des hormones, du séquençage et de la cartographie des génomes des organismes, en faisant plusieurs copies des individus ADN en criminalistique, etc.

Figure_1: clonage des gènes

Qu'est-ce que PCR?

La réaction en chaîne par polymérase (PCR) est une technique qui génère un grand nombre de copies d'un fragment d'ADN particulier. L'amplification exponentielle d'une séquence d'ADN spécifique est obtenue par PCR sous in vitro conditions. Cette technique est un outil très puissant en biologie moléculaire car il peut multiplier un petit échantillon d'ADN en une quantité utilisable. La PCR a été introduite par Kary Mullis en 1983 et cette invention primée a créé une énorme progression de la biologie moléculaire.

La technique de PCR suit des réactions de PCR répétées comme le montre la figure 02. Une réaction de PCR se compose de trois étapes principales se produisant à trois températures différentes; dénaturation de double brin à l'ADN à 94 ⁰C, recuit des amorces à 68 ⁰C et allongement du brin à 72 ⁰C. Par conséquent, lorsque la PCR est effectuée, la fluctuation de la température doit être fortement maintenue pour une réplication appropriée. La PCR est effectuée dans une machine de PCR à l'intérieur des tubes PCR. Les tubes de PCR sont chargés de mélanges de PCR corrects contenant l'ADN de la matrice, la polymérase Taq, les amorces, les DNTP et le tampon. La dénaturation de l'ADN d'échantillon double brin dans l'ADN simple brin est effectuée en cassant les liaisons hydrogène entre des bases complémentaires à 94 - 98 ⁰C. Ensuite, des brins simples de l'ADN de matrice sont exposés pour les amorces. Une paire d'amorces (vers l'avant et inverse) doit être fournie, et ils doivent être thermostables pour tolérer des températures élevées. Les amorces sont des séquences d'ADN courtes simples à brin complémentaires aux extrémités du fragment d'ADN cible. Les amorces synthétiques sont utilisées en PCR. Les amorces se lient aux bases complémentaires de l'ADN de l'échantillon et initient la synthèse d'un nouveau brin. Cette étape est catalysée par une enzyme appelée Taq polymérase; une enzyme d'ADN polymérase thermostable isolée de Thermus Auqaticus. Lorsque des amorces et des nucléotides (blocs de construction) sont disponibles, Taq polymérase construit le nouveau brin d'ADN complémentaire à la matrice ADN. À la fin du programme de PCR, un fragment d'ADN amplifié est observé en utilisant l'électrophorèse sur gel. Si une analyse plus approfondie est nécessaire, le produit de PCR est purifié à partir du gel.

La PCR est très utile pour le diagnostic et la surveillance des maladies génétiques et acquises, l'identification des criminels (dans le domaine de la médecine légale), étudiant la structure et la fonction d'un segment ciblé d'ADN, de séquençage et de cartographie des génomes des organismes, etc. La PCR est devenue une technique de laboratoire de routine dans les laboratoires de recherche en biologie médicale et moléculaire parmi les scientifiques car il a une grande variété d'applications.

Figure_2: réaction en chaîne par polymérase

Quelle est la différence entre le clonage des gènes et la PCR?

Résumé - Clonage des gènes vs PCR

Le clonage des gènes et la PCR sont deux méthodes utilisées pour l'amplification de l'ADN. La PCR est un in vitro processus qui fait plusieurs copies de l'ADN d'un fragment d'ADN particulier sans utiliser l'ADN recombinant et un organisme hôte. Le clonage des gènes est principalement un in vivo processus qui se traduit par plusieurs copies d'un gène intéressé à l'intérieur de l'organisme hôte via la construction de l'ADN recombinant. C'est la différence entre le clonage des gènes et la PCR.

Référence:
1. Griffiths, Anthony JF. «Cloner un gène spécifique.«Analyse génétique moderne. U.S. Bibliothèque nationale de médecine, 01 janvier. 1999. la toile. 22 février. 2017
2.”Réaction en chaîne par polymérase (PCR).»Information du Centre national pour la biotechnologie. U.S. Bibliothèque nationale de médecine, n.d. la toile. 22 février. 2017

Image gracieuseté:
1. «Figure 17 01 06» par CNX OpenStax - (CC par 4.0) via Commons Wikimedia
2. «PCR» par Madprime - Propre travaux (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia