मुख्य अंतर - जीन क्लोनिंग बनाम पीसीआर
एक विशिष्ट डीएनए खंड से डीएनए की कई प्रतियों के संश्लेषण को डीएनए प्रवर्धन कहा जाता है। दो मुख्य डीएनए प्रवर्धन प्रक्रियाएं हैं, अर्थात् जीन क्लोनिंग और पीसीआर। जीन क्लोनिंग और पीसीआर के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि, जीन क्लोनिंग एक पुनः संयोजक डीएनए का निर्माण करके और एक मेजबान जीवाणु के अंदर बढ़ कर विवो में एक विशिष्ट जीन की कई प्रतियों का उत्पादन करता है, जबकि पीसीआर इन विट्रो में एक विशिष्ट डीएनए टुकड़े की लाखों प्रतियों का उत्पादन करता है, जो बार-बार चक्रों से गुजर रहा है। विकृतीकरण और संश्लेषण।
जीन क्लोनिंग क्या है?
जीन क्लोनिंग पुनर्योगज डीएनए के निर्माण के माध्यम से एक जीव के निकाले गए जीनोमिक डीएनए से एक विशिष्ट जीन का पता लगाने और गुणा करने के लिए नियोजित एक तकनीक है।जीनोमिक डीएनए में हजारों अलग-अलग जीन होते हैं जो प्रोटीन के लिए एन्कोडेड होते हैं। जब डीएनए निकाला जाता है, तो इसमें सभी संभावित जीन शामिल होते हैं जो इसे सहन कर सकते हैं। जीन क्लोनिंग तकनीक ने कुल डीएनए से एक विशिष्ट जीन का पता लगाने में सक्षम बनाया है। इसलिए जीन क्लोनिंग आणविक जीव विज्ञान में एक महत्वपूर्ण उपकरण के रूप में कार्य करता है।
किसी जीव का जीनोमिक पुस्तकालय बनाना जीन क्लोनिंग में आवश्यक है यदि डीएनए में संबंधित जीन के स्थान के बारे में कोई सुराग नहीं है। निम्नलिखित चरणों का उपयोग करके एक जीनोमिक पुस्तकालय बनाया जाता है।
चरण 1: एक जीव से कुल डीएनए का निष्कर्षण जिसमें वांछित जीन होता है।
चरण 2: छोटे प्रबंधनीय टुकड़ों का उत्पादन करने के लिए निकाले गए डीएनए के पाचन को प्रतिबंधित करें। इस कदम को प्रतिबंध एंडोन्यूक्लाइजेस द्वारा सुगम बनाया गया है।
चरण 3: एक उपयुक्त वेक्टर का चयन और उसी प्रतिबंध एंडोन्यूक्लिअस का उपयोग करके वेक्टर डीएनए को खोलना। बैक्टीरियल प्लास्मिड आमतौर पर विदेशी डीएनए ले जाने के लिए वैक्टर के रूप में उपयोग किए जाते हैं। प्लास्मिड बैक्टीरिया के भीतर स्थित डीएनए के छोटे वृत्त होते हैं।
चरण 4: पुनः संयोजक डीएनए अणु का उत्पादन करने के लिए वेक्टर डीएनए और खंडित डीएनए का संयोजन। यह चरण डीएनए लिगेज द्वारा नियंत्रित होता है।
चरण 5: पुनः संयोजक डीएनए अणुओं को मेजबान बैक्टीरिया में स्थानांतरित करना। इस चरण को परिवर्तन के रूप में जाना जाता है, और यह हीट शॉक का उपयोग करके किया जाता है।
चरण 5: एक संस्कृति माध्यम पर रूपांतरित जीवाणु कोशिकाओं की स्क्रीनिंग। परिवर्तन प्रक्रिया के अंत में रूपांतरित और गैर-रूपांतरित मेजबान कोशिकाओं की मिश्रित आबादी प्राप्त की जाती है। चूंकि ब्याज के जीन में केवल रूपांतरित मेजबान कोशिकाओं में शामिल होता है। इसलिए, रूपांतरित कोशिकाओं का चयन करना आवश्यक है। चयन चयनात्मक मीडिया का उपयोग करके किया जाता है जिसमें एंटीबायोटिक्स होते हैं। चयन को सक्षम करने वाले इस स्क्रीनिंग माध्यम पर केवल रूपांतरित कोशिकाएं विकसित होती हैं।
चरण 6: जीन लाइब्रेरी बनाने के लिए बैक्टीरिया का बढ़ना। इस चरण में, रूपांतरित मेजबान कोशिकाओं को ताजा संस्कृति मीडिया में पेश किया जाता है जो इष्टतम विकास आवश्यकताओं को प्रदान करता है। संस्कृति प्लेटों पर कुल उपनिवेश उस जीव के जीनोमिक पुस्तकालय का प्रतिनिधित्व करते हैं।
चरण 7: पुनः संयोजक डीएनए अणु जिसमें रुचि के जीन होते हैं, को पुनः संयोजक डीएनए के हजारों क्लोन टुकड़ों से जांचा जाना चाहिए। यह जांच के उपयोग से पूरा किया जा सकता है जो उस जीन से विशिष्ट जीन या विशिष्ट प्रोटीन परिणामों को चिह्नित करता है।
एक बार जब जीवाणु कॉलोनी वाले इच्छुक जीन की कुल कॉलोनियों से पहचान कर ली जाती है, तो जीन वाले पुनः संयोजक प्लास्मिड की लाखों प्रतियां बनाना संभव होता है।
जीन क्लोनिंग का उपयोग जीन पुस्तकालयों की स्थापना, विशेष प्रोटीन, विटामिन, एंटीबायोटिक्स, हार्मोन, जीवों के जीनोम अनुक्रमण और मानचित्रण, फोरेंसिक आदि में व्यक्तियों के डीएनए की कई प्रतियां बनाने में किया जाता है।
चित्र_1: जीन क्लोनिंग
पीसीआर क्या है?
पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) एक ऐसी तकनीक है जो एक विशेष डीएनए टुकड़े की बड़ी संख्या में प्रतियां तैयार करती है। एक विशिष्ट डीएनए अनुक्रम का घातीय प्रवर्धन पीसीआर द्वारा इन विट्रो स्थितियों के तहत प्राप्त किया जाता है। यह तकनीक आणविक जीव विज्ञान में एक बहुत शक्तिशाली उपकरण है क्योंकि यह डीएनए के एक छोटे से नमूने को प्रयोग करने योग्य मात्रा में गुणा कर सकती है। पीसीआर को 1983 में कैरी मुलिस द्वारा पेश किया गया था और इस पुरस्कार विजेता आविष्कार ने आणविक जीव विज्ञान में एक बड़ी प्रगति की।
पीसीआर तकनीक बार-बार पीसीआर प्रतिक्रियाओं का अनुसरण करती है जैसा कि चित्र 02 में दिखाया गया है। एक पीसीआर प्रतिक्रिया में तीन अलग-अलग तापमानों पर होने वाले तीन मुख्य चरण होते हैं; डीएनए में 94 0C पर डबल फंसे हुए, 68 0C पर प्राइमरों की एनीलिंग और 72 0 पर स्ट्रैंड बढ़ाव का विकृतीकरण सी. इसलिए, जब पीसीआर किया जाता है, तो उचित प्रतिकृति के लिए तापमान में उतार-चढ़ाव को अत्यधिक बनाए रखा जाना चाहिए। पीसीआर ट्यूब के अंदर पीसीआर मशीन में पीसीआर किया जाता है। पीसीआर ट्यूब सही पीसीआर मिश्रण से भरी हुई हैं जिसमें टेम्प्लेट डीएनए, टाक पोलीमरेज़, प्राइमर, डीएनटीपी और बफर शामिल हैं।एकल फंसे हुए डीएनए में दोहरे फंसे नमूने डीएनए को 94 - 98 0C पर पूरक आधारों के बीच हाइड्रोजन बांड को तोड़कर किया जाता है। फिर प्राइमर के लिए टेम्प्लेट डीएनए के सिंगल स्ट्रैंड्स को उजागर किया जाता है। प्राइमर की एक जोड़ी (आगे और पीछे) प्रदान की जानी चाहिए, और वे उच्च तापमान को सहन करने के लिए थर्मोस्टेबल होना चाहिए। प्राइमर एकल फंसे हुए छोटे डीएनए अनुक्रम हैं जो लक्ष्य डीएनए टुकड़े के सिरों के पूरक हैं। पीसीआर में सिंथेटिक प्राइमर का इस्तेमाल किया जाता है। प्राइमर नमूना डीएनए के पूरक आधारों से जुड़ते हैं और एक नए स्ट्रैंड के संश्लेषण की शुरुआत करते हैं। यह चरण टाक पोलीमरेज़ नामक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होता है; थर्मोस्टेबल डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम थर्मस ऑकाटिकस से अलग किया गया। जब प्राइमर और न्यूक्लियोटाइड्स (बिल्डिंग ब्लॉक्स) उपलब्ध होते हैं, तो टैक पोलीमरेज़ टेम्प्लेट डीएनए के पूरक डीएनए के नए स्ट्रैंड का निर्माण करता है। पीसीआर कार्यक्रम के अंत में, जेल वैद्युतकणसंचलन का उपयोग करके प्रवर्धित डीएनए टुकड़ा देखा जाता है। यदि आगे के विश्लेषण की आवश्यकता है, तो पीसीआर उत्पाद को जेल से शुद्ध किया जाता है।
पीसीआर आनुवंशिक और अधिग्रहित रोगों के निदान और निगरानी, अपराधियों की पहचान (फोरेंसिक के क्षेत्र में), डीएनए के लक्षित खंड की संरचना और कार्य का अध्ययन, जीवों के जीनोम के अनुक्रमण और मानचित्रण के लिए बहुत उपयोगी है। आदि। पीसीआर वैज्ञानिकों के बीच चिकित्सा और आणविक जीव विज्ञान अनुसंधान प्रयोगशालाओं में एक नियमित प्रयोगशाला तकनीक बन गई है क्योंकि इसमें विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोग हैं।
चित्रा_2: पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन
जीन क्लोनिंग और पीसीआर में क्या अंतर है?
जीन क्लोनिंग बनाम पीसीआर |
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| जीन क्लोनिंग पुनर्योगज डीएनए के माध्यम से विवो में एक विशिष्ट जीन की कई प्रतियां बनाने और एक मेजबान जीवाणु में बदलने की प्रक्रिया है। | पीसीआर तकनीक पीसीआर प्रतिक्रियाओं के दोहराए गए चक्रों के माध्यम से इन विट्रो में एक विशेष डीएनए अनुक्रम की कई प्रतियां तैयार करती है। |
| पुनः संयोजक डीएनए के निर्माण की आवश्यकता | |
| जीन का पता लगाने के लिए पुनर्योगज डीएनए का निर्माण किया जाता है। | पुनरावर्ती डीएनए नहीं बनता है। |
| श्रम की आवश्यकता | |
| यह प्रक्रिया श्रमसाध्य है। | गहन श्रम की जरूरत नहीं है। |
| विवो में या इन विट्रो प्रक्रिया में | |
| पुनः संयोजक डीएनए का निर्माण इन विट्रो में होता है और डीएनए का प्रवर्धन विवो में होता है। | डीएनए का प्रवर्धन पूरी तरह से इन विट्रो में होता है। |
सारांश – जीन क्लोनिंग बनाम पीसीआर
जीन क्लोनिंग और पीसीआर डीएनए प्रवर्धन के लिए इस्तेमाल की जाने वाली दो विधियां हैं। पीसीआर एक इन विट्रो प्रक्रिया है जो पुनः संयोजक डीएनए और एक मेजबान जीव का उपयोग किए बिना एक विशेष डीएनए टुकड़े के डीएनए की कई प्रतियां बनाती है। जीन क्लोनिंग मुख्य रूप से एक इन विवो प्रक्रिया है जिसके परिणामस्वरूप पुनः संयोजक डीएनए के निर्माण के माध्यम से मेजबान जीव के अंदर एक इच्छुक जीन की कई प्रतियां प्राप्त होती हैं। जीन क्लोनिंग और पीसीआर में यही अंतर है।
