Bei der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) handelt es sich um eine technische Nachahmung des natürlichen Replikationsprozesses. Der Hauptunterschied zwischen PCR und Replikation liegt in den verwendeten Enzymen und Primern. Deine Freundin hat recht: Bei der PCR werden Primer an beide Einzelstränge des Templates gesetzt, während bei der Replikation nur auf den Folgestrang ein Primer gesetzt wird.
Ein Primer ist eine kurze DNA-Sequenz die als Ausgangspunkt für die DNA-Synthese dient. Bei der natürlichen Replikation in lebenden Organismen wird ein RNA-Primer verwendet der auf den Template-Strang gesetzt wird. Dieser Primer dient als Startpunkt für die DNA-Polymerase um die Synthese der komplementären DNA-Kette zu beginnen. Später wird die RNA entfernt und durch DNA ersetzt. Im Gegensatz dazu werden bei der PCR spezifische DNA-Primer verwendet die vorher synthetisiert wurden. Diese Primer sind komplementär zu den Sequenzen die amplifiziert werden sollen.
Ein weiterer Unterschied besteht in den beteiligten Enzymen. In der PCR wird die DNA-Polymerase verwendet um die DNA zu synthetisieren. Es gibt verschiedene Arten von DNA-Polymerasen die zur Verwendung unterschiedliche Anwendungen genutzt werden, ebenso wie zum Beispiel die Taq-Polymerase. Diese Enzyme sind hitzestabil und können deshalb bei hohen Temperaturen im Thermocycler zum Einsatz kommen.
Bei der natürlichen Replikation in lebenden Organismen sind mehrere Enzyme beteiligt. Neben der DNA-Polymerase sind ebenfalls Helikasen, die welche Doppelstränge des Templates öffnen und Ligasen die die Okazaki-Fragmente zusammenfügen, beteiligt. Diese Enzyme arbeiten zusammen – um den Replikationsprozess zu ermöglichen.
Eine Gemeinsamkeit zwischen PCR und Replikation besteht darin, dass beide Prozesse die Verdopplung der DNA ermöglichen. In beiden Fällen ist die Polymerase für die Synthese der komplementären DNA-Kette verantwortlich. Bei der PCR wird die DNA jedoch in vitro also im Labor vervielfältigt, während bei der Replikation die DNA in lebenden Zellen kopiert wird.
Zusammenfassend kann man sagen: Dass die PCR eine technische Nachahmung der natürlichen Replikation ist. Die PCR verwendet spezifische synthetisierte Primer und die DNA-Polymerase, während bei der Replikation in lebenden Organismen RNA-Primer und verschiedene Enzyme beteiligt sind. Beide Prozesse ermöglichen jedoch die Vervielfältigung der DNA.
Unterschiede und Gemeinsamkeiten bei PCR und Replikation
Was sind die Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen PCR und Replikation, insbesondere in Bezug auf den Ablauf und die Beteiligung von Enzymen?