主な違い DNA の変性と再生の間の違いは、DNA の変性が dsDNA を一本鎖に分離するプロセスであるということです。しかし、対照的に、DNA の再生は塩基対を形成するプロセスです。つまり、相補的な DNA 鎖が元に戻ります。 さらに、水素結合は DNA の変性中に分解されますが、DNA の再生中に相補的な塩基間に水素結合が形成されます。さらに、DNA の変性に影響を与える主な要因は、加熱や超音波処理などの物理的薬剤と、アルカリ、ホルムアミド、DMSO などの化学的薬剤です。一方、再生に影響を与える要因は、溶液のイオン強度、温度、時間、DNA 濃度、および相互作用する分子のサイズです。
簡単に言うと、DNA の変性と再生は、DNA の水素結合の切断と再形成の 2 つのプロセスです。一般に、メンブレン ハイブリダイゼーション、マイクロアレイ、PCR など、DNA ハイブリダイゼーションを伴うバイオアッセイの数において重要です。
対象となる主な分野
1. DNAの変性とは
– 定義、プロセス、重要性
2. DNA の再生とは
– 定義、プロセス、重要性
3. DNA の変性と再生の類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4. DNAの変性と再生の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
主な用語
吸光度、化学的変性、DNA の変性、dsDNA、物理的変性、DNA の再生、ssDNA、温度
DNAの変性とは
DNA の変性は、二本鎖 DNA を 2 本の一本鎖に分離するプロセスです。これは、水素結合が切断された結果として発生します。また、二重らせんの変性は 2 つの方法で発生する可能性があります。物理変性と化学変性です。
物理的変性
物理的変性は、主に加熱と超音波処理によって行われます。通常、90℃を超える高温は DNA の変性を引き起こします。技術的には、これは、塩基対間の水素結合を破壊するのに十分な運動エネルギーを提供することによって行われます。その後、ワトソンとクリックの塩基対が破壊され、二本鎖ヘリックスが 2 本の一本鎖に分離されます。このプロセスでは、DNA 二重らせんを融解する特徴的な温度は、融解温度 (Tm) として知られています。この温度では、DNA の 50% が融解します。また、グアニンとシトシンは塩基対形成中に 3 つの水素結合を形成するのに対し、シトシンとチミンは 2 つの水素結合のみを形成するため、G-C 含有量の増加に伴って Tm が増加します。一般に、変性の程度は、260 nm での光の吸光度をモニターすることによって分光測光法で決定できます。
超音波処理は変性の別の方法です。この中で、プローブ超音波処理と超音波処理浴は超音波処理の 2 つの技術です。
図 1:PCR における変性と再生
化学変性
化学変性に関しては、尿素やホルムアミドなどの化学物質が存在すると、プリンやピリミジンが安定化して変性が促進されます。したがって、それらはTmを低下させます。たとえば、ホルムアミドの 95% は室温で DNA を完全に変性させます。さらに、さまざまな濃度の水酸化ナトリウムと DMSO も DNA の融解温度を低下させます。
DNA の再生とは
DNA の再生は、2 つの相補的な DNA 鎖を一緒にアニーリングするプロセスです。最終的には、冷却によって発生します。技術的には、復元は相補的な塩基対間の水素結合の再形成によって起こり、それが今度は 2 つの DNA 鎖を一緒にして二本鎖 DNA を形成します。さらに、吸光度をモニターすることにより、DNAの再生をモニターすることができます。一般に、260 nm での DNA の吸光度は、DNA の再生中に減少します。また、再生の程度は、変性前の二本鎖 DNA の濃度である C0 と、再生にかかる時間である t に依存します。
さらに、DNA の再生はある時点までは非常に速く、残りの部分は遅くなります。重要なことに、これは、一部の配列がゲノム内でより高い濃度を持っていることを示しています。たとえば、反復シーケンス。したがって、再生率は、ゲノムの複雑さに関する重要な情報を提供します。
DNA の変性と再生の類似点
- DNA の変性と再生は 2 つのプロセスです相補的な DNA 鎖が受けます。
- 一般に、DNA は二本鎖逆平行に走る、相補的な塩基対を持つ 2 本の鎖を含む分子。
- これらの相補的な塩基対は、互いに結合して、2 本の DNA 鎖を一緒に保持します。
- 変性および再生プロセス中、内訳水素結合の形成は、溶液の化学的および物理的条件に応じて識別できます。
- DNA ハイブリダイゼーション アッセイでは両方のプロセスが重要ですDNA マイクロアレイ、メンブレン ハイブリダイゼーションなど、PCR など。
DNA の変性と再生の違い
定義
DNA の変性とは、2 本の DNA 鎖を一緒に保持している水素結合を分解することにより、2 本鎖 DNA を巻き戻すことを指します。対照的に、DNAの再生は塩基対の形成を指します。つまり、DNA の 2 つの相補鎖が一緒に戻ることを指します。
生み出す
DNA の変性は一本鎖 DNA を生じさせますが、DNA の再生は二本鎖 DNA を生じさせます。
水素結合
変性は相補的な塩基対間の水素結合を分解しますが、対照的に、再生は相補的な塩基対間の水素結合を形成します。
プロセスに影響を与える要因
DNA の変性に影響を与える主な要因は、加熱や超音波処理などの物理的因子と、アルカリ、ホルムアミド、DMSO などの化学的因子です。一方、再生に影響を与える要因は、溶液のイオン強度、温度、時間、DNA 濃度、および相互作用する分子のサイズです。
吸光度への影響
変性は 260 nm での DNA の吸光度を増加させますが、再生は 260 nm での DNA の吸光度を減少させます。
旋光への影響
変性は DNA 二重らせんの正の旋光性を大幅に低下させますが、再生は DNA 二重らせんに強い正の旋光性を与えます。
粘度への影響
変性は DNA の粘度を著しく低下させますが、再生は DNA の粘度を大幅に増加させます。
結論
DNA の変性とは、DNA の水素結合を分解し、DNA 二重鎖を 2 つの一本鎖 DNA に分離するプロセスです。重要なことに、正の旋光度と粘度を低下させながら、260 nm での DNA の吸光度を増加させます。対照的に、DNA の再生は、二本鎖 DNA を形成するために、2 つの相補的な DNA 鎖間の水素結合を作り直すプロセスです。一般に、260 nm での吸光度が低下し、粘度と正の旋光度が増加します。したがって、DNA の変性と再生の主な違いは、DNA の水素結合の挙動とその効果です。
参考文献:
1.シャー、リチャ。 「DNAの変性と再生。」
2. Biology Discussion、2016 年 5 月 2 日、こちらから入手可能。 Wang、Xiaofangら。 「DNA ハイブリダイゼーションのための DNA の変性と再生の特徴付け」。環境衛生と毒物学vol。 29 e2014007. 2014 年 9 月 11 日、doi:10.5620/eht.2014.29.e2014007.
画像提供:
1. Tinojasontran による「PCR ステップ」 – Commons Wikimedia 経由の自身の作品（パブリック ドメイン）
