Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του γονιδιωματικού DNA και της απομόνωσης πλασμιδικού DNA

Η κύρια διαφορά μεταξύ του γονιδιωματικού DNA και της απομόνωσης πλασμιδικού DNA είναι ότι η απομόνωση γονιδιωματικού DNA χρησιμοποιεί ισχυρή λύση, συμπεριλαμβανομένης της ενζυμικής ή μηχανικής διάσπασης των κυτταρικών μεμβρανών για την απελευθέρωση του γονιδιωματικού DNA στο διάλυμα, ενώ η απομόνωση πλασμιδικού DNA χρησιμοποιεί ήπια αλκαλική λύση για να μεταφέρει το πλασμιδικό DNA σε το διάλυμα μαζί με το γονιδιωματικό DNA. Επιπλέον, στην απομόνωση γονιδιωματικού DNA, μετά τη λύση των κυττάρων, το γονιδιωματικό DNA μπορεί να καθαριστεί από λιπιδική μεμβράνη και πρωτεΐνες, ενώ στην απομόνωση πλασμιδικού DNA, η εξουδετέρωση με οξικό κάλιο θα διαχωρίσει το πλασμιδικό DNA από το γονιδιωματικό DNA.

Η απομόνωση του γονιδιωματικού DNA και του πλασμιδικού DNA είναι δύο μέθοδοι εκχύλισης που είναι σημαντικές για χρήση της απομόνωσης DNA σε διαφορετικές τεχνικές στη βιοτεχνολογία.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται 

1. Τι είναι η απομόνωση γονιδιωματικού DNA
     – Ορισμός, Διαδικασία, Σημασία
2. Τι είναι η απομόνωση πλασμιδικού DNA
     – Ορισμός, Διαδικασία, Σημασία
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του γονιδιωματικού DNA και της απομόνωσης πλασμιδικού DNA
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του γονιδιωματικού DNA και της απομόνωσης πλασμιδικού DNA
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι 

Λύση κυττάρων, απομόνωση γονιδιωματικού DNA, απομόνωση πλασμιδίου DNA

Τι είναι η απομόνωση γονιδιωματικού DNA 

Η απομόνωση γονιδιωματικού DNA είναι η διαδικασία εξαγωγής γονιδιωματικού DNA από κύτταρα. Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά της απομόνωσης γονιδιωματικού DNA είναι ότι απαιτεί ένα ισχυρό βήμα λύσης για την απελευθέρωση γονιδιωματικού DNA στο διάλυμα. Γενικά, το κυτταρικό τοίχωμα μπορεί να διασπαστεί ενζυματικά από λυσοζύμες και πρωτεϊνάση Κ. Αντίθετα, η μηχανική διάσπαση του κυτταρικού τοιχώματος είναι η πιο καθολική διαδικασία που γίνεται με το χτύπημα των σφαιριδίων σε μια δίνη. Μετά τη λύση των κυττάρων, ο καθαρισμός του DNA είτε με εκχύλιση φαινόλης-χλωροφορμίου είτε με άλλες μεθόδους είναι απαραίτητος για τον καθαρισμό της διπλοστοιβάδας των λιπιδίων, των πρωτεϊνών και άλλων κυτταρικών υπολειμμάτων.

Εικόνα 1:Απομόνωση γονιδιωματικού DNA

Επιπλέον, η αποικοδόμηση του γονιδιωματικού DNA είναι ένα από τα κύρια μειονεκτήματα που παρουσιάζονται κατά την απομόνωση του γονιδιωματικού DNA. Επομένως, είναι απαραίτητο να διατηρούνται χαμηλές θερμοκρασίες ή να χρησιμοποιούνται χημικοί αναστολείς για την πρόληψη της δραστηριότητας της DNase, αποτρέποντας ταυτόχρονα τη θραύση των χρωμοσωμάτων κατά την εκχύλιση.

Τι είναι η απομόνωση πλασμιδίου DNA 

Η απομόνωση πλασμιδικού DNA είναι η διαδικασία εξαγωγής πλασμιδικού DNA από κύτταρα. Διατηρεί επίσης το πλασμιδικό DNA από το γονιδιωματικό DNA αυτών των κυττάρων. Ωστόσο, ένα από τα βασικά σημεία της απομόνωσης πλασμιδικού DNA είναι η εκτέλεση διαδικασίας ήπιας κυτταρικής λύσης όπως η αλκαλική λύση. Βασικά, το ρυθμιστικό διάλυμα αλκαλικής λύσης περιέχει υδροξείδιο του νατρίου και SDS, τα οποία μετουσιώνουν πλήρως τόσο το πλασμιδικό DNA όσο και το γονιδιωματικό DNA. Ωστόσο, είναι σημαντικό να αποτραπεί η υπερβολική μετουσίωση, η οποία μπορεί να μετουσιώσει μη αναστρέψιμα το πλασμιδικό DNA.

Εικόνα 2:Απομόνωση DNA πλασμιδίου 

Το βήμα που ακολουθεί την κυτταρική λύση είναι η εξουδετέρωση στην απομόνωση πλασμιδικού DNA. Γενικά, το οξικό κάλιο είναι το αντιδραστήριο για την εξουδετέρωση. Λόγω του μικρού μεγέθους του πλασμιδικού DNA σε σύγκριση με το γονιδιωματικό DNA, το πλασμιδικό DNA υφίσταται εύκολα επαναδιάταξη ενώ το γονιδιωματικό DNA τείνει να μπερδεύεται. Μετά από αυτό, η φυγοκέντρηση μπορεί να σχηματίσει ένα σφαιρίδιο που περιέχει γονιδιωματικό DNA συνδεδεμένο με πρωτεΐνες. Επομένως, το πλασμιδικό DNA παραμένει στο υπερκείμενο. Τελικά, αυτό το πλασμιδιακό DNA μπορεί να κατακρημνιστεί με αιθανόλη.

Ομοιότητες μεταξύ γονιδιωματικού DNA και απομόνωσης πλασμιδικού DNA 

• Αυτές είναι δύο μέθοδοι εξαγωγής DNA που χρησιμοποιούνται στη βιοτεχνολογία.
• Τα δύο κύρια βήματα και των δύο τύπων Η απομόνωση DNA είναι η κυτταρική λύση και ο καθαρισμός του DNA.

Διαφορά μεταξύ γονιδιωματικού DNA και απομόνωσης πλασμιδικού DNA 

Ορισμός 

Η απομόνωση γονιδιωματικού DNA αναφέρεται στην τεχνική που χρησιμοποιείται για την απομόνωση DNA σε βιολογικά δείγματα, ενώ η απομόνωση πλασμιδικού DNA αναφέρεται στην απομόνωση πλασμιδικού DNA από βιολογικά δείγματα.

Δείγματα 

Το γονιδιωματικό DNA μπορεί να απομονωθεί από διαφορετικά βιολογικά δείγματα, ενώ η απομόνωση πλασμιδικού DNA γίνεται κυρίως από κυτταροκαλλιέργειες βακτηρίων ή μυκήτων.

Λύση κυττάρων 

Επιπλέον, η κυτταρική λύση είναι η κύρια διαφορά μεταξύ του γονιδιωματικού DNA και της απομόνωσης πλασμιδικού DNA. Η απομόνωση γονιδιωματικού DNA χρησιμοποιεί ισχυρή λύση, συμπεριλαμβανομένης μιας ενζυμικής ή μηχανικής διάσπασης της κυτταρικής μεμβράνης για την απελευθέρωση γονιδιωματικού DNA στο διάλυμα, ενώ η απομόνωση πλασμιδικού DNA χρησιμοποιεί ήπια αλκαλική λύση για να εισέλθει πλασμιδικό DNA στο διάλυμα μαζί με το γονιδιωματικό DNA.

Μετουσίωση 

Επιπλέον, το pH του ρυθμιστικού διαλύματος λύσης κυττάρου για την απομόνωση γονιδιωματικού DNA είναι 7-9, το οποίο δεν μετουσιώνει το DNA ενώ το pH του ρυθμιστικού διαλύματος λύσης κυττάρων της απομόνωσης πλασμιδικού DNA είναι 12,1 -12.3, που μετουσιώνει τόσο το πλασμιδικό DNA όσο και το γονιδιωματικό DNA.

Δεύτερο βήμα 

Επιπλέον, μετά την κυτταρική λύση, το γονιδιωματικό DNA μπορεί να καθαριστεί από τη λιπιδική μεμβράνη και τις πρωτεΐνες, ενώ στην απομόνωση πλασμιδικού DNA, το δεύτερο βήμα είναι η εξουδετέρωση με οξικό κάλιο για να διαχωριστεί το πλασμιδικό DNA από γονιδιωματικό DNA.

Κατά τη διάρκεια της φυγοκέντρησης 

Κατά τη φυγοκέντρηση, το γονιδιωματικό DNA εμφανίζεται στο σφαιρίδιο ενώ το πλασμιδικό DNA εμφανίζεται στο υπερκείμενο.

Σημασία 

Επίσης, η απομόνωση γονιδιωματικού DNA είναι μια αρκετά απλή μέθοδος, ενώ η απομόνωση πλασμιδικού DNA είναι μια πιο ευαίσθητη μέθοδος.

Μεταγενέστερες εφαρμογές 

Οι κατάντη εφαρμογές της απομόνωσης γονιδιωματικού DNA μπορεί να είναι PCR ή αλληλούχιση, ενώ οι κατάντη εφαρμογές απομόνωσης πλασμιδικού DNA μπορεί να είναι κλωνοποίηση μορφομετατροπής ή γονιδιακή θεραπεία.

Συμπέρασμα 

Η απομόνωση γονιδιωματικού DNA είναι μια μέθοδος εξαγωγής DNA από διαφορετικούς τύπους βιολογικών δειγμάτων. Γενικά, είναι μια πιο απλή μέθοδος, η οποία περιλαμβάνει τη σκληρή διάσπαση των κυτταρικών μεμβρανών που ακολουθείται από καθαρισμό του γονιδιωματικού DNA από λιπιδική διπλοστιβάδα, πρωτεΐνες και άλλα κυτταρικά υπολείμματα. Από την άλλη πλευρά, η απομόνωση πλασμιδικού DNA είναι μια πιο ευαίσθητη μέθοδος, η οποία χρησιμοποιεί ήπια αλκαλική λύση για να σπάσει ανοιχτές κυτταρικές μεμβράνες. Επιπλέον, περιέχει ένα βήμα εξουδετέρωσης για τον διαχωρισμό του πλασμιδικού DNA από το γονιδιωματικό DNA. Τέλος, πλασμιδικό DNA εμφανίζεται στο υπερκείμενο. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ του γονιδιωματικού DNA και της απομόνωσης πλασμιδικού DNA είναι οι μέθοδοι κυτταρικής λύσης και καθαρισμού του DNA.

Αναφορές:

1. Kennedy, Suzanne. "Εξαγωγή πλασμιδίου εναντίον γονιδιωματικού DNA:Η διαφορά." Bitesize Bio, 20 Ιουνίου 2019, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Εικόνα 17 01 02" Από το CNX OpenStax (CC BY 4.0) μέσω του Commons Wikimedia   
2. "Preparation-of-plasmid-dna-by-mwaqas-noman-hafeez-khosa-6-638" By Noman-Hafeez khosa (CC BY-SA 4.0) μέσω Commons Wikimedia