Différence clé - PCR vs réplication de l'ADN
La réplication de l'ADN est un processus naturel qui se produit dans les organismes vivants. Elle implique la production de deux copies identiques d'une molécule d'ADN. La réplication de l'ADN est un processus extrêmement important de l'hérédité biologique. L'information génétique est transmise du parent à la progéniture principalement en raison de la capacité de réplication de l'ADN. C'est donc un processus essentiel qui se produit dans presque tous les organismes vivants. Ce processus se produit in vivo. Cependant, la réplication de l'ADN peut également être effectuée via des méthodes in vitro. La réaction en chaîne par polymérase (PCR) est l'une de ces méthodes in vitro de réplication de l'ADN. La PCR est une méthode d'amplification de l'ADN réalisée en laboratoire. Il produit des milliers à des millions de copies d'ADN à partir d'un fragment d'ADN ou d'un gène intéressé. Il existe des différences entre la réplication in vivo de l'ADN et la PCR. La principale différence entre ces deux est que la PCR est effectuée dans une machine PCR à des températures maintenues pour produire un grand nombre de copies d'ADN tandis que la réplication de l'ADN se produit à l'intérieur du corps à la température du corps pour produire deux copies identiques d'une seule molécule d'ADN.
Qu'est-ce que la PCR ?
La réaction en chaîne par polymérase (PCR) est une technique d'amplification de l'ADN in vitro qui est couramment effectuée dans les laboratoires de biologie moléculaire. Cette méthode a permis la production de milliers à des millions de copies d'un fragment d'ADN particulièrement intéressant. La PCR a été introduite par Kary Mullis en 1980. Dans cette technique, le fragment d'ADN intéressé sert de matrice pour faire des copies. L'enzyme appelée Taq polymérase est utilisée comme enzyme ADN polymérase et catalysera la synthèse de nouveaux brins du fragment d'ADN. Les amorces qui sont dans le mélange PCR fonctionneront comme points de départ pour les extensions de fragment. À la fin de la réaction PCR, de nombreuses copies de l'échantillon d'ADN peuvent être obtenues.
Tous les ingrédients nécessaires pour faire des copies d'ADN sont inclus dans le mélange PCR. Il s'agit d'échantillons d'ADN, d'ADN polymérase (Taq polymérase), d'amorces (amorces directes et inverses), de nucléotides (éléments constitutifs de l'ADN) et d'un tampon. La réaction PCR est exécutée dans une machine PCR, et elle doit être alimentée avec le mélange PCR correct et le programme PCR correct. Si le mélange réactionnel et le programme sont corrects, il produira la quantité requise de copies d'une section particulière d'ADN à partir d'une très petite quantité d'ADN.
Il y a trois étapes principales impliquées dans une réaction de PCR, à savoir la dénaturation, l'hybridation d'amorce et l'extension de brin. Ces trois étapes se déroulent à trois températures différentes. L'ADN existe sous la forme d'une hélice double brin. Deux brins sont liés par des liaisons hydrogène. Avant l'amplification, l'ADN double brin est séparé en donnant une température élevée. A haute température, l'ADN double brin se dénature en simple brin. Ensuite, les amorces s'hybrident avec les extrémités flanquantes du fragment intéressé ou du gène de l'ADN. L'amorce est un court morceau d'ADN simple brin complémentaire des extrémités de la séquence cible. Les amorces directes et inverses s'hybrident avec les bases complémentaires aux extrémités flanquantes de l'échantillon d'ADN dénaturé à la température d'annelage.
Lorsque les amorces sont recuites avec de l'ADN, l'enzyme Taq polymérase initie la synthèse des nouveaux brins en ajoutant des nucléotides complémentaires à l'ADN matrice. La Taq polymérase est une enzyme stable à la chaleur qui est isolée d'une bactérie thermophile appelée Thermus aquaticus. Le tampon PCR maintient les conditions optimales pour l'action de la Taq polymérase. Ces trois étapes de la réaction PCR sont répétées pour produire la quantité requise du produit PCR. A chaque réaction PCR, le nombre de copies d'ADN double. Par conséquent, une amplification exponentielle peut être observée dans la PCR. Le produit PCR peut être observé par électrophorèse sur gel car il produit la quantité visible d'ADN sur un gel et il peut être purifié pour d'autres études telles que le séquençage, etc.
Figure 01: PCR
PCR est un outil précieux dans la recherche médicale et biologique. Surtout dans les études médico-légales, la PCR a une valeur immense car elle peut amplifier l'ADN pour des études à partir de minuscules échantillons de criminels et créer des profils ADN médico-légaux. La PCR est largement utilisée dans de nombreux domaines de la biologie moléculaire, notamment le génotypage, le clonage de gènes, la détection de mutations, le séquençage de l'ADN, les puces à ADN et les tests de paternité, etc.
Qu'est-ce que la réplication de l'ADN ?
La réplication de l'ADN fait référence au processus qui produit deux copies identiques d'ADN à partir d'une molécule d'ADN. C'est un processus important de transmission biologique. La réplication de l'ADN se produit dans tous les organismes vivants. Le génome de la cellule mère doit être répliqué afin de transférer le génome dans la cellule fille. Le processus de réplication de l'ADN comporte trois étapes principales appelées initiation, élongation et terminaison. Ces étapes sont catalysées par différentes enzymes. La réplication de l'ADN commence à partir de l'emplacement appelé origine de réplication dans le génome des cellules. Dans le génome, l'ADN existe sous forme double brin. Ces deux brins sont séparés au début de la réplication de l'ADN, et cela se fait par l'hélicase d'ADN dépendante de l'ATP. Le déroulement de l'ADN est l'événement principal qui se produit dans l'étape d'initiation. En utilisant des brins d'ADN séparés comme matrices, l'ADN polymérase synthétise les nouveaux brins complémentaires des brins matrices dans la direction 5 'vers 3'. C'est l'étape appelée allongement. La résiliation se produit lorsque les deux fourches de réplication se rencontrent à l'extrémité opposée du chromosome parental.
Figure 02: Réplication de l'ADN
Autre que l'ADN polymérase, plusieurs enzymes telles que l'ADN primase, l'ADN hélicase, l'ADN ligase et la topoisomérase sont impliquées dans la réplication de l'ADN. Une particularité de la réplication in vivo de l'ADN est qu'elle produit des fragments d'Okazaki. Un brin est formé en continu tandis que l'autre se forme en petits morceaux.
Quelles sont les similitudes entre la PCR et la réplication de l'ADN ?
- Dans la PCR et la réplication de l'ADN, l'ADN double brin est séparé l'un de l'autre.
- Dans les processus de PCR et de réplication de l'ADN, l'ADN est copié.
- Les processus de PCR et de réplication de l'ADN sont vraiment importants.
- Dans les processus de PCR et de réplication de l'ADN, l'enzyme ADN polymérase est impliquée.
Quelle est la différence entre la PCR et la réplication de l'ADN ?
PCR contre la réplication de l'ADN |
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| PCR est une méthode in vitro d'amplification de l'ADN dans laquelle des milliers à des millions de copies d'ADN sont produites. | La réplication de l'ADN est un processus naturel qui produit deux copies identiques d'ADN à partir d'une molécule d'ADN. |
| Étapes | |
| PCR comporte trois étapes; dénaturation, recuit d'amorce et extension de brin. | La réplication de l'ADN comporte trois étapes; initiation, allongement et terminaison. |
| Implication des amorces | |
| La PCR a besoin d'amorces artificielles. | La réplication de l'ADN n'a pas besoin d'amorces artificielles. Un court fragment d'ARN est impliqué dans la réplication de l'ADN. |
| Dénaturation des Double-Brins | |
| Les doubles brins sont séparés en appliquant une température élevée dans la PCR. | Les doubles brins sont séparés les uns des autres par l'enzyme ADN hélicase lors de la réplication de l'ADN. |
| Enzyme impliquée | |
| La PCR utilise la polymérase Taq. | La réplication de l'ADN utilise l'ADN polymérase. |
| Température | |
| La PCR se produit à trois températures différentes à l'intérieur d'une machine. | La réplication de l'ADN se produit à la température corporelle dans le corps de l'organisme vivant. |
| In vivo ou In vitro | |
| PCR est une méthode in vitro. | La réplication de l'ADN est une méthode in vivo. |
Résumé - PCR vs réplication de l'ADN
La réplication de l'ADN est un processus de production de deux copies identiques d'ADN à partir d'une seule molécule d'ADN. Il se produit dans tous les organismes vivants car il offre une méthode de transmission de l'information génétique du parent à la progéniture. Il se compose de trois étapes catalysées par voie enzymatique, à savoir l'initiation, l'élongation et la terminaison. La réplication de l'ADN peut se faire artificiellement en laboratoire. La PCR est un moyen de produire un grand nombre de copies d'ADN à partir de l'ADN intéressé. La PCR est couramment effectuée dans les laboratoires de biologie moléculaire car il s'agit d'une méthode simple de production de copies d'ADN. C'est la différence entre la PCR et la réplication de l'ADN.
