pcr（ピーシーアール）とDNAシークエンサーの違い

分子生物学において、PCRとDNAシーケンスは重要な技術である。ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）は、DN**セグメントのコピーを大量に生産するプロセスであり、DNAシークエンスは、与えられたDN**セグメントの塩基配列を精密に決定する技術である。これがPCRとDNAシーケンシングの大きな違いです。 PCRはDNAシーケンシングの主要なステップの1つです。

目次1. 概要と主な違い2. PCRとは3. DNAシーケンシングとは4. 並べて比較 - PCRとDNAシーケンシング5. まとめ

pcr（ピーシーアール）は何ですか？

ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）は、分子生物学で用いられるDNAの増幅技術である。特定のDN**セグメントを数千から数百万枚生産する。この方法は、1983年にKary Mullisによって開発されました。この技術は、増幅されるDN**セグメントを鋳型として、DNAポリメラーゼ酵素がPCR混合物中のプライマーに相補的なヌクレオチドを付加するものである。PCR反応の最後には、サンプルのDNAの多くが合成される。

PCR混合物には、DNA、DNAポリメラーゼ（Taqポリメラーゼ）、プライマー（フォワードプライマーとリバースプライマー）、ヌクレオチド（DNAの構成要素）、バッファなどのさまざまな成分が含まれています。 PCRはPCR装置の中で行われ、正しいPCR混合物が装置にロードされ正しいプログラムを駆動する必要があります。この技術では、ごく少量のDNAから特定のDN**セグメントを数千から数百万コピー作成することができます。

PCR反応は周期的に起こり、ゲル上に目に見える量のPCR産物を生成する。PCR反応には、図01に示すように、変性、プライマーのアニーリング、鎖の伸長の3つの主要なステップが存在する。この3つのステップは3つの異なる温度で行われる。DNAは相補的な塩基間の水素結合によって二本鎖として存在する。二本鎖DNAを分離してからインプリする必要があります。高温で行われる。高温になると、二本鎖のDNAは一本鎖に変性する。そして、プライマーは左右の特定の断片やDNA遺伝子の末端に近づける必要がある。プライマーは、標的配列に相補的な一本鎖DNAの小片である。アニーリング温度では、変性したサンプルDNAの両端に相補的な塩基を持つアニーリングが行われる。プライマーは耐熱性があることが望ましい。プライマーが試料DNAにアニーリングすると、taqポリメラーゼ酵素が標的DNAに相補的なヌクレオチドを付加して新しい鎖の合成を始める。 taqポリメラーゼは好熱性細菌であるThermus aquaticusから分離された熱安定性酵素で、PCRバッファはtaqポリメラーゼが作用するのに最適の状態を維持する。この3段階のPCR反応を繰り返すことで、目的の量のPCR産物が得られる。PCR反応を行うたびに、DNAのコピー数は2倍になる。PCR産物はゲル電気泳動で観察でき、さらなる研究のために精製することができる。

図01：PCR反応の主なステップ

PCRは医学や生物学の研究において重要なツールであり、特に法医学においては、犯罪者の微量なサンプルからDNAを増幅し、DNAプロファイルを作成することができる。 PCRは、遺伝子型判定、遺伝子クローニング、突然変異検出、DNA配列決定、DNAマイクロアレイ、父子鑑定など分子生物学において広く利用されている。

図02：ポリメラーゼ連鎖反応

DNAシークエンスは何ですか？

DNAの塩基配列決定とは、あるDN**セグメントにおけるヌクレオチドの正確な順序、すなわちアデニン、グアニン、シトシン、チミンの順序を決定することである。遺伝情報は、DNA配列の中に正しい塩基の順番で格納されています。したがって、DN**セグメント内のヌクレオチドの正確な順序を見つけることは、遺伝子の構造と機能を理解する上で非常に重要である。

DNAシーケンサーのプロトコルは、さまざまな工程を経ています。まず、生物から目的のDNAまたはゲノムDNAを単離します。PCR（前述）を用いて、目的のDNA領域を増幅します。増幅された産物は、ゲル電気泳動により分離・精製される。増幅されたフラグメントは、シークエンス用のテンプレートとして使用されます。シーケンシングは、サンガーシーケンシング法またはハイスループットシーケンシング法に従って行うことができます。サンガーシークエンスでは、得られたDN**フラグメントをキャピラリー電気泳動する必要があります。正しい塩基配列の決定は、ラジオアイソトープを手動で読み取る方法と、自動DNAシーケンサーを使用する方法があります。

2003年には、遺伝子配列の解読が「ヒトゲノム計画」に貢献し、ヒトゲノムのマッピングが容易になりました。法医学では、DNAの塩基配列を調べることで、ユニークなDNA配列を持つ個人を特定し、犯罪者を特定することができます。医学の分野では、DNAの塩基配列を調べることで、他の病気の遺伝子や、欠陥のある遺伝子を見つけ、正しい遺伝子に置き換えることができます。農業分野では、一部の微生物のDNA塩基配列情報を利用して、経済性のある遺伝子組み換え作物を生産しています。

図03：DNAシークエンス

pcr（ピーシーアール）とDNAシークエンサーの違い

概要 - pcr（ピーシーアール） vs. DNAシークエンサー

DN**セグメントの増幅はPCR技術によって行われ、DN**セグメントの正しい塩基配列はDNAシークエンスによって決定される。これが、PCRとDNAシーケンスの違いです。

参考文献：1.National Center for Biotechnology Information. u. U.S. National Library of Medicine, n.d. Web. 21 Feb. 2017.シェンドゥル、ジェイ、ハンリ・ジ"次世代DNAシーケンサー" Nature News.Nature Publishing Group、2008年10月9日。Web. 2017年2月21日。