Différence entre PCR et séquençage d'ADN

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 de la 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 permet de déterminer l'ordre exact 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.

CONTENU
1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Qu'est-ce que la PCR?
3. Qu'est-ce que le séquençage de l'ADN?
4. Comparaison côte à côte - Séquençage PCR vs ADN
5. Résumé

Qu'est-ce que la PCR??

La réaction en chaîne de la polymérase (PCR) est une technique d’amplification de l’ADN utilisée en biologie moléculaire. Il produit des milliers, voire 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 disponible dans le mélange de PCR. À la fin de la réaction PCR, de nombreuses copies de l’ADN de l’échantillon sont synthétisées.

Le mélange de PCR contient différents composants, dont l'ADN, l'ADN polymérase (Taq polymérase), des amorces (amorces directe et inverse), des nucléotides (éléments constitutifs de l'ADN) et un tampon. La PCR se produit à l'intérieur d'une machine de PCR et le bon mélange de PCR doit être chargé dans la machine et le programme approprié doit être piloté. Cette technique permet la production de milliers, voire de millions, de copies d'une section particulière d'ADN à partir d'une très petite quantité d'ADN..

Les réactions de PCR se produisent de manière cyclique pour produire la quantité visible de produits de PCR sur un gel. Comme le montre la figure 01, une réaction PCR implique trois étapes principales: la dénaturation, l’annelage des amorces et l’extension du brin. Ces trois étapes ont lieu à trois températures différentes. L'ADN existe sous forme bicaténaire par des liaisons hydrogène entre les bases complémentaires. Avant l'implication, l'ADN double brin doit être séparé l'un de l'autre. Cela se fait en donnant une température élevée. À haute température, l'ADN double brin se dénature en brins simples. Ensuite, les amorces devraient se rapprocher des extrémités flanquantes du fragment spécifique ou du gène de l'ADN. L'amorce est un petit fragment d'ADN simple brin complémentaire de la séquence cible. Les amorces directes et inverses s'hybrident avec les bases complémentaires aux extrémités adjacentes de l'ADN de l'échantillon dénaturé à la température d'hybridation. Les apprêts doivent résister à la chaleur. Une fois que les amorces s'imbriquent avec l'ADN échantillon, l'enzyme polymérase taq initie la synthèse des nouveaux brins en ajoutant des nucléotides complémentaires de 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 des réactions de PCR sont répétées pour produire la quantité requise de produit de 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

La PCR est un outil précieux pour la recherche médicale et biologique. La PCR a une valeur particulière en criminalistique car elle peut amplifier l'ADN pour les études à partir des échantillons minuscules des 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 de la 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. Les informations génétiques sont stockées 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 sur la structure et la fonction des gènes..

Le protocole de séquençage de l'ADN implique différents processus. La première étape consiste à isoler l'ADN intéressé ou l'ADN génomique d'un organisme. En utilisant la PCR (comme décrit ci-dessus), la région désirée de l'ADN devrait être amplifiée. Le produit de PCR amplifié doit être séparé par électrophorèse sur gel et purifié. Les fragments amplifiés sont utilisés comme modèles pour le séquençage. Le séquençage peut s'effectuer soit selon le séquençage Sanger, soit à l'aide d'une méthode de séquençage à haut débit. Le séquençage de Sanger nécessite une électrophorèse capillaire des fragments d'ADN obtenus. 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 sur le génome humain et facilité la cartographie du génome humain en 2003. En criminalistique, le séquençage de l'ADN a permis l'identification d'individus présentant des séquences d'ADN uniques et identifiant les criminels. En médecine, le séquençage de l'ADN peut être utilisé pour détecter les gènes responsables de maladies génétiques ou autres, rechercher les gènes défectueux et les remplacer par des gènes corrects. En agriculture, les informations de séquençage de l'ADN de certains microorganismes sont utilisées pour produire des cultures transgéniques présentant les caractéristiques souhaitées sur le plan économique..

Figure 03: Séquençage de l'ADN

Quelle est la différence entre la PCR et le séquençage de l'ADN??

PCR vs séquençage d'ADN
Le processus de PCR crée des milliers, voire 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, voire des millions de copies d'un fragment d'ADN particulier	Il en résulte un ordre correct des bases dans un fragment d’ADN particulier.
Implication des ddNTPs
La PCR ne nécessite pas de ddNTP. Il utilise des dNTP.	Le séquençage de l'ADN nécessite que les ddNTP terminent 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 réalisée 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 le séquençage PCR et ADN.

Référence:
1. «Polymerase Chain Reaction (PCR)». Centre national d'information sur la biotechnologie. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, n.d. Web. 21 février 2017.
2. Shendure, Jay et Hanlee Ji. «Séquençage de l'ADN de nouvelle génération». Nature News. Nature Publishing Group, 9 octobre 2008. Web. 21 février 2017

Courtoisie d'image:
1. “PCR Steps” Par Tinojasontran - Travail personnel (domaine public) via Wikimedia Commons
2. “Réaction en chaîne de la polymérase” de Enzoklop - Son propre travail (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
3. “Séquence ADN” de Sjef - Travail personnel (domaine public) via Wikimedia Commons