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遺伝子クローンとPCRの主な違いは、遺伝子クローンは組換えDNA(rDNA)を形成することによって体内で所望のDNAまたは遺伝子を生成する技術であり、PCRは繰り返し鎖分離と重合サイクルによってDNA増幅を行う技術である。
1つの所望のDNAから複数のコピーを形成することを、DNA増殖またはDNA増幅と呼ぶ。DNA増幅、すなわち遺伝子クローンおよびPCRまたはポリメラーゼ鎖反応のための2つの方法が一般的に用いられる。この2つのバイオテクノロジー製品は病気を理解する上で重要な役割を果たしている。これらの分子技術によって、科学者はますます多くの必要なDNAを複製することができる。遺伝子クローンは、rDNA(組換えDNA、多様な由来の遺伝子を有するDNA分子)を形成することによって、体内(生体内)で所望のDNAまたは関心のある遺伝子を得る技術である。一方、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、DNAの繰り返し分離および重合サイクルを用いずに、試験管(生体ではなく)でDNAを増幅する技術である。遺伝子クローンは大量のDNAを増幅する必要があり、すなわち少なくとも1マイクログラムのDNAが必要であり、PCRでは1ナノグラムのDNAだけが増幅するのに十分である。さらに、遺伝子クローンには、細菌細胞、DNA結合酵素、ベクターDNA、および制限酵素も必要である。一方、PCR技術では、熱的に安定なDNAポリメラーゼ、DNAヌクレオチドおよびRNAプライマー、およびDN**セグメントが必要である。遺伝子クローンは労働密集型の過程であり、エラーの可能性が高いが、PCRは密集労働を必要とせず、エラーの可能性も低い。
遺伝子クローン | PCR |
rDNA(組換えDNA)を形成し、細菌に導入することによって、遺伝子クローンと呼ばれる体内で必要なDNAを得るDNA増幅技術。 | PCRまたはポリメラーゼ鎖反応と呼ばれる繰り返しステント分離および重合サイクルによって、所望のDNAを体外で得ることができるDNA増幅技術。 |
歴史 | |
19世紀、ハンス・デリスは動物をクローンした最初の人だった。 | 1983年、Kary MullisはPCR技術を発明した。 |
組換えDNAの応用 | |
組換えDNAは遺伝子クローンに用いられる。 | PCRは不要です。 |
必要なDNA量 | |
遺伝子クローンの場合、増幅にはより多くのDNA、すなわち少なくとも1マイクログラムが必要である。 | PCRでは、1ナノグラムのDNAだけで増幅するのに十分である。 |
要求 | |
遺伝子クローンには、細菌細胞、DNA結合酵素、ベクターDNA、および制限酵素が必要である。 | ポリメラーゼ連鎖反応技術は、熱的に安定なDNAポリメラーゼ、DNAヌクレオチドおよびRNAプライマー、およびDN**セグメントを必要とする。 |
フィルタ | |
遺伝子クローンでは、所望のDNAを得るために、増幅されたDNAを最後のステップでスクリーニングする必要がある。 | 反応開始前にDNAが純粋であればPCRでのスクリーニングは不要である。 |
所要時間 | |
遺伝子クローン実験には2〜4日かかる。 | PCRでは,4時間で1つの実験を行うのに十分である。 |
自動化 | |
自動化は不要です。 | PCRでは自動化が必要です。 |
労働力の需要. | |
遺伝子クローンは労働密集型の過程である。 | PCRは集中的な労働を必要としない。 |
エラーの可能性 | |
エラーが発生する可能性があります。 | エラーは起こり得ません。 |
使用 | |
遺伝子クローンで増幅されたDNAの用途は限られている。 | PCR増幅DNAは、誤りの可能性が低いため、様々な用途に使用することができる。 |
遺伝子クローンは、組換えDNA(rDNA)を形成することによって、所望の遺伝子または部分DNAの複数のコピーを体内で得るプロセスである。19世紀、ハンス・デリスはウニ胚胎を分裂させて動物をクローンした最初の人だった。遺伝子クローンによってDNAを増幅するために、まず生体のすべての遺伝子を含む生体からDNAを分離する。次いで、所望の遺伝子を制限酵素で適切な大きさに切断する。同様の制限酵素は、プラスミドまたはベクターDNA(自己複製ベクター分子)を切断するために用いられる。次に、所望の遺伝子またはDNAをプラスミドと混合する。プラスミドと必要なDNAはDNA結合酵素の作用で相互に結合している。この組換えプラスミドは、次いで、転化と呼ばれるプロセスによって細菌に***される。このバクテリアはその後、何度も繁殖し、プラスミドを複製しながら所望のDNAの複数のコピーを形成する。
PCRは「ポリメラーゼ連鎖反応」という意味で、循環的な体外反応であり、DNA増幅にも用いられる。Kary Mullisは1983年にPCR技術を発明し、1993年にノーベル賞を受賞した最初の人だ。ポリメラーゼ連鎖反応には、この過程で温度が絶えず変化するため、Taqポリメラーゼのような耐熱DNAポリメラーゼが必要である。さらに、RNAプライマーは、所望のDN**セグメントおよび遊離DNAヌクレオチドに従って設計される必要がある。これらのすべての物質の存在下で、循環ポリメラーゼ反応は、所望のDNAの複数のコピーを体外(実験室の試験管中)で形成するために何度も繰り返される。
以上の議論は,遺伝子クローンとPCRがDNA増幅の重要な技術であることをまとめた。遺伝子クローンは体内(生体内で発生する)で時間がかかるプロセスであり、PCRは体外(実験室内の試験管で発生する)で行われる高速プロセスであり、エラーの可能性は低い。