Différence entre la PCR et le séquençage de l'ADN

Différence clé - PCR vs séquençage d'ADN
 

La PCR et le séquençage d'ADN sont deux techniques importantes en biologie moléculaire. La réaction en chaîne par polymérase (PCR) est le processus qui crée un grand nombre de copies d'un fragment d'ADN. Le séquençage de l'ADN est la technique qui se traduit par l'ordre précis des nucléotides d'un fragment d'ADN donné. C'est la principale différence entre la PCR et le séquençage d'ADN. La PCR est l'une des étapes majeures impliquées dans le séquençage de l'ADN.

CONTENU
1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que PCR
3. Qu'est-ce que le séquençage d'ADN
4. Comparaison côte à côte - séquençage de PCR vs ADN
5. Résumé

Qu'est-ce que PCR?

La réaction en chaîne par polymérase (PCR) est une technique d'amplification d'ADN utilisée en biologie moléculaire. Il produit des milliers à des millions d'exemplaires d'un fragment d'ADN particulier. Cette méthode a été développée par Kary Mullis en 1983. Dans cette technique, le fragment de l'ADN à être amplifié sert de matrice et d'enzyme de l'ADN polymérase ajoute des nucléotides complémentaires à l'amorce qui est disponible dans le mélange de PCR. À la fin de la réaction de PCR, de nombreuses copies de l'ADN de l'échantillon sont synthétisées.

Il existe différents composants du mélange de PCR, y compris l'ADN, l'ADN polymérase (Taq polymérase), les amorces (amorces vers l'avant et inverse), les nucléotides (blocs de construction de l'ADN) et un tampon. La PCR se produit à l'intérieur d'une machine de PCR, et le mélange de PCR correct doit être chargé dans la machine, et le programme correct doit être conduit. Cette technique permet la production de milliers à des millions de copies d'une section particulière d'ADN à partir d'une très petite quantité d'ADN.

Les réactions de PCR se produisent de manière cyclique pour produire la quantité visible de produits PCR sur un gel. Il y a trois étapes principales impliquées dans une réaction de PCR à savoir la dénaturation, le recuit des amorces et l'extension des brins comme le montre la figure 01. Ces trois étapes se produisent à trois températures différentes. L'ADN existe sous forme double brin par des liaisons hydrogène entre les bases complémentaires. Avant l'implication, l'ADN double brin doit être séparé les uns des autres. Il se fait en donnant une température élevée. À haute température, l'ADN à double brin dénature dans des brins simples. Ensuite, les amorces doivent se rapprocher des extrémités flanquantes du fragment spécifique ou du gène de l'ADN. L'amorce est un court morceau d'ADN simple brin qui est complémentaire à la séquence cible. Les amorces vers l'avant et les inverses se recouverture avec les bases complémentaires aux extrémités flanquantes de l'ADN de l'échantillon dénaturé à la température de recuit. Les amorces doivent être résistantes à la chaleur. Une fois que les amorces ont recuisé avec l'ADN de l'échantillon, l'enzyme Taq polymérase initie la synthèse des nouveaux brins en ajoutant des nucléotides qui sont complémentaires à l'ADN cible. La Taq polymérase est une enzyme stable thermique isolée d'une bactérie thermophile appelée Thermus aquaticus. Le tampon de PCR maintient les conditions optimales pour l'action Taq polymérase. Ces trois étapes des réactions de PCR sont répétées pour produire la quantité requise de produit PCR. Après chaque réaction de PCR, le nombre de la copie d'ADN est doublé. Par conséquent, une amplification exponentielle peut être observée dans PCR. Les produits de PCR peuvent être observés en utilisant l'électrophorèse sur gel et peuvent être purifiés pour d'autres études.

Figure 01: étapes majeures d'une réaction de PCR

La PCR est un outil précieux dans la recherche médicale et biologique. La PCR a une valeur particulière dans la science légale car elle peut amplifier l'ADN pour les études des minuscules échantillons des criminels et faire des profils d'ADN médico-légaux. La PCR est largement utilisée dans de nombreux domaines de la biologie moléculaire, notamment, le génotypage, le clonage des gènes, la détection de mutation, le séquençage de l'ADN, les microréseaux d'ADN et les tests de paternité, etc.

Figure 02: Réaction en chaîne par polymérase

Qu'est-ce que le séquençage d'ADN?

Le séquençage de l'ADN est la détermination d'un ordre précis des nucléotides - adénine, guanine, cytosine et thymine dans un fragment d'ADN donné. Les informations génétiques sont stockées dans les séquences d'ADN en utilisant l'ordre correct des nucléotides. Par conséquent, trouver l'ordre précis des nucléotides dans un fragment d'ADN est très important à connaître la structure et la fonction des gènes.

Le protocole de séquençage d'ADN implique différents processus. La première étape est l'isolement de l'ADN intéressé ou de l'ADN génomique d'un organisme. En utilisant la PCR (comme décrit ci-dessus), la région souhaitée de l'ADN doit être amplifiée. Le produit de PCR amplifié doit être séparé par l'électrophorèse sur gel et purifié.  Des fragments amplifiés sont servis de modèles pour le séquençage. Le séquençage peut être effectué soit suivant le séquençage Sanger ou la méthode de séquençage à haut débit. Le séquençage Sanger nécessite une électrophorèse capillaire des fragments d'ADN résultants. La détermination de l'ordre de nucléotide correct peut être effectué par lecture manuelle des autoradiographies ou en utilisant des séquenceurs d'ADN automatisés.

Le séquençage des gènes a contribué au projet du génome humain et a facilité la cartographie du génome humain en 2003. En médecine légale, le séquençage de l'ADN a permis d'identifier des individus qui montrent des séquences d'ADN uniques et identifient les criminels. En médecine, le séquençage de l'ADN peut être utilisé pour détecter les gènes responsables des maladies génétiques et autres, trouver des gènes de défaut et les remplacer par des gènes corrects. Dans l'agriculture, les informations de séquençage d'ADN de certains micro-organismes sont utilisées pour produire des cultures transgéniques avec des caractéristiques souhaitées économiquement.

Figure 03: séquençage d'ADN

Quelle est la différence entre la PCR et le séquençage d'ADN?

Résumé - PCR vs séquençage d'ADN

Le séquençage de la PCR et de l'ADN est des outils très importants dans de nombreux domaines de la biologie moléculaire. L'amplification des fragments d'ADN est effectuée par la technique de PCR tandis que l'ordre correct des nucléotides d'un fragment d'ADN est déterminé par le séquençage d'ADN. C'est la différence entre la PCR et le séquençage d'ADN.

Référence:
1. «Réaction en chaîne par polymérase (PCR).»Information du Centre national pour la biotechnologie. U.S. Bibliothèque nationale de médecine, n.d. la toile. 21 février. 2017.
2. Shenture, Jay et Hanlee Ji. «Séquençage d'ADN de nouvelle génération."Nature News. Nature Publishing Group, 09 octobre. 2008. la toile. 21 février. 2017

Image gracieuseté:
1. «PCR STAPS» de Tinojasontran - Propre travaux (domaine public) via Commons Wikimedia
2. «Réaction en chaîne par polymérase» par Enzoklop - Propre travaux (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. «Séquence d'ADN» par SJEF - Propre travaux (domaine public) via Commons Wikimedia