PCR vs Qpcr 原則と応用における主要な違い

遺伝子の増幅技術は 生物学分野における"コピー機"として よく記述されていますが 病気の診断や遺伝学研究 その他の科学分野において 重要な役割を果たしていますこれらの技術にはこの記事では,PCRとqPCRの根本的な違い,応用,研究者が情報に基づいた決定をするのに役立つデータ分析方法について.

ポリマレス連鎖反応 (PCR) は,特定のDNA断片を増幅するための実験室での技術です.PCRは,標的DNA配列を指数関数的に増やすために,繰り返し加熱と冷却サイクルを使用します.テクノロジーの核心は,特定の領域を複製するDNAポリメラースを導く標的DNAの端に補完する短序列のプライマーの設計にあります.

1. デナチュレーション:DNAサンプル (94~98°C) を加熱すると,二重鎖DNAを単一鎖に分けます.
2. 焼却:温度削減 (50~65°C) は,プライマーの標的配列への結合を可能にします.
3. 延長:ポリメラーゼの最適な温度 (72°C) で,新しいDNA鎖がプライマーから合成されます.

これらのサイクルを繰り返すことで数百万のDNAコピーが急速に生成される.PCR製品は,通常アガロースゲル電泳によって分析され,その過程で断片はサイズによって分離される.

• 遺伝子クローン複合DNA構造のための特定の遺伝子の増幅
• DNAシーケンシング十分なサンプルDNAを提供
• 病気の診断病原体や遺伝子変異の検出
• 刑事捜査官:DNA指紋

定量PCR (qPCR) またはリアルタイムPCRは,DNA増幅をリアルタイムでモニターし,正確な定量化が可能とする高度なバージョンです.この技術では,DNA濃度と相関する 熒光マーカーを使用しています.

• 発光染料:SYBR グリーンがダブル鎖DNAを結合し 増幅時に発光が増加します 費用対効果は高いが 特定性が低いのです
• 発光探査機:特定の配列の探査機は 標的に結合したときにしか 発光しない

定量化には,スローホールサイクル (Ct) 値 (fluorescenceが背景を上回る時のサイクル番号) が用いられる.Ct値が低い場合,初期DNA濃度が高くなる.分析方法には以下のものがある:

• 相対的な量化標準化のために基準遺伝子を用いたサンプル間の標的遺伝子発現を比較する
• 絶対量化:既知の濃度から標準曲線を用いて正確なDNAコピー数を決定する

• 遺伝子発現分析mRNAレベルを測定する
• 病原体検出:ウイルスの/細菌の負荷を定量化
• 薬の開発:遺伝子発現に対する薬理学的影響の評価
• 癌の研究腫瘍バイオマーカー検出

リバーストランスクリプションPCR (RT-PCR) はRNAを補完DNA (cDNA) に変換し,その後増幅させ,RNA検出を可能にします.二つの形式があります:

• 一段階RT-PCR:一つのチューブでリバーストランスクリプションとPCRを組み合わせます
• 2段階RT-PCR:反応を順序的に実行する

RT-PCRとqPCRを組み合わせると,遺伝子発現研究におけるmRNA定量化のためのゴールデンスタンダードであるRT-qPCRが作られます.

PCR分析は,DNA帯の単純なゲル視覚化を行い,帯強度によって存在/不在および相対的な豊富さを示します.しかし,このアプローチは定量的な精度が限られています.

qPCR解析はCt値による高度な定量化を行います.

• バージラインの修正は,背景のフラウレッセンスを考慮する
• Ct の正確な決定のための精確な限界値を設定する
• 増幅特異性を検証するための溶融曲線分析

相対量化のために,適切な参照遺伝子選択と正常化が決定的であり,絶対量化には高品質の標準曲線が必要である.

PCR と qPCR の選択は,研究目的に依存します.

• 遺伝子発現RT-qPCR
• 病原体検出:qPCR
• 遺伝子クローンPCR
• DNAシーケンシングPCR

存在/不在の検出にはPCRが十分で,正確な定量化要件には qPCRが不可欠です.