Différence clé - PCR vs séquençage d'ADN
La PCR et le séquençage de l'ADN sont deux techniques importantes en biologie moléculaire. La réaction en chaîne par polymérase (PCR) est le processus qui crée un grand nombre de copies d'un fragment d'ADN. Le séquençage de l'ADN est la technique qui aboutit à l'ordre précis des nucléotides d'un fragment d'ADN donné. C'est la principale différence entre la PCR et le séquençage de l'ADN. La PCR est l'une des étapes majeures du séquençage de l'ADN.
Qu'est-ce que la PCR ?
La réaction en chaîne par polymérase (PCR) est une technique d'amplification de l'ADN utilisée en biologie moléculaire. Il produit des milliers à des millions de copies d'un fragment d'ADN particulier. Cette méthode a été développée par Kary Mullis en 1983. Dans cette technique, le fragment d'ADN à amplifier sert de matrice et l'enzyme ADN polymérase ajoute des nucléotides complémentaires à l'amorce qui est disponible dans le mélange PCR. À la fin de la réaction PCR, de nombreuses copies de l'échantillon d'ADN sont synthétisées.
Il existe différents composants du mélange PCR, notamment l'ADN, l'ADN polymérase (Taq polymérase), les amorces (amorces directes et inverses), les nucléotides (blocs de construction de l'ADN) et un tampon. La PCR se produit à l'intérieur d'une machine PCR, et le mélange PCR correct doit être chargé dans la machine, et le programme correct doit être piloté. Cette technique permet la production de milliers à des millions de copies d'une section particulière d'ADN à partir d'une très petite quantité d'ADN.
Les réactions PCR se produisent de manière cyclique pour produire la quantité visible de produits PCR sur un gel. Une réaction de PCR comporte trois étapes principales, à savoir la dénaturation, l'hybridation d'amorce et l'extension de brin, comme illustré à la figure 01. Ces trois étapes se déroulent à trois températures différentes. L'ADN existe sous forme double brin par des liaisons hydrogène entre les bases complémentaires. Avant l'implication, les ADN double brin doivent être séparés les uns des autres. Cela se fait en donnant une température élevée. A haute température, l'ADN double brin se dénature en simple brin. Ensuite, les amorces doivent se rapprocher des extrémités flanquantes du fragment spécifique ou du gène de l'ADN. L'amorce est un court morceau d'ADN simple brin complémentaire de la séquence cible. Les amorces directes et inverses s'hybrident avec les bases complémentaires aux extrémités flanquantes de l'ADN échantillon dénaturé à la température d'annelage. Les apprêts doivent être résistants à la chaleur. Une fois que les amorces s'hybrident avec l'échantillon d'ADN, l'enzyme taq polymérase initie la synthèse des nouveaux brins en ajoutant des nucléotides complémentaires à l'ADN cible. La Taq polymérase est une enzyme thermostable 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 réactions PCR sont répétées pour produire la quantité requise de produit PCR. Après chaque réaction PCR, le nombre de copies d'ADN est doublé. Par conséquent, une amplification exponentielle peut être observée dans la PCR. Les produits de PCR peuvent être observés par électrophorèse sur gel et peuvent être purifiés pour des études ultérieures.
Figure 01: Principales étapes d'une réaction PCR
PCR est un outil précieux dans la recherche médicale et biologique. La PCR a une valeur particulière en science médico-légale 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.
Figure 02: Réaction en chaîne par polymérase
Qu'est-ce que le séquençage de l'ADN ?
Le séquençage de l'ADN est la détermination d'un ordre précis des nucléotides - adénine, guanine, cytosine et thymine dans un fragment d'ADN donné. L'information génétique est stockée dans les séquences d'ADN en utilisant l'ordre correct des nucléotides. Par conséquent, il est très important de connaître l'ordre précis des nucléotides dans un fragment d'ADN pour connaître la structure et la fonction des gènes.
Le protocole de séquençage de l'ADN implique différents processus. La première étape est l'isolement de l'ADN intéressé ou de l'ADN génomique d'un organisme. En utilisant la PCR (comme décrit ci-dessus), la région souhaitée de l'ADN doit être amplifiée. Le produit de PCR amplifié doit être séparé par électrophorèse sur gel et purifié. Les fragments amplifiés servent de modèles pour le séquençage. Le séquençage peut être effectué selon le séquençage Sanger ou la méthode de séquençage à haut débit. Le séquençage de Sanger nécessite une électrophorèse capillaire des fragments d'ADN résultants. La détermination de l'ordre correct des nucléotides peut être effectuée par lecture manuelle d'autoradiographies ou à l'aide de séquenceurs d'ADN automatisés.
Le séquençage des gènes a contribué au projet du génome humain et a facilité la cartographie du génome humain en 2003. En médecine légale, le séquençage de l'ADN a permis l'identification d'individus qui présentent des séquences d'ADN uniques et d'identifier les criminels. En médecine, le séquençage de l'ADN peut être utilisé pour détecter les gènes responsables de maladies génétiques et autres, trouver des gènes défectueux et les remplacer par des gènes corrects. En agriculture, les informations de séquençage de l'ADN de certains micro-organismes sont utilisées pour produire des cultures transgéniques présentant des caractéristiques économiquement souhaitées.
Figure 03: Séquençage de l'ADN
Quelle est la différence entre la PCR et le séquençage de l'ADN ?
PCR vs séquençage ADN |
|
| Le processus de PCR crée des milliers à des millions de copies du fragment d'ADN intéressé. | Le séquençage de l'ADN est le processus de détermination de l'ordre précis des nucléotides dans un fragment d'ADN donné. |
| Résultat | |
| La PCR crée des milliers à des millions de copies d'un fragment d'ADN particulier | Cela se traduit par l'ordre correct des bases dans un fragment d'ADN particulier. |
| Implication des ddNTPs | |
| PCR ne nécessite pas de ddNTP. Il utilise des dNTP. | Le séquençage de l'ADN nécessite des ddNTP pour terminer la formation du brin. |
Résumé - PCR vs séquençage d'ADN
La PCR et le séquençage de l'ADN sont des outils très importants dans de nombreux domaines de la biologie moléculaire. L'amplification des fragments d'ADN est effectuée par la technique PCR tandis que l'ordre correct des nucléotides d'un fragment d'ADN est déterminé par le séquençage de l'ADN. C'est la différence entre la PCR et le séquençage de l'ADN.
