ゲノムDNAとプラスミドDNAの単離の違いは何ですか

NS 主な違い ゲノムDNAとプラスミドDNAの分離の間はゲノムDNA分離は、細胞膜の酵素的または機械的分解を含む強力な溶解を使用してゲノムDNAを溶液に放出し、プラスミドDNA分離は、穏やかなアルカリ溶解を使用して、プラスミドDNAをゲノムDNAとともに溶液に取り込みます。さらに、ゲノムDNAの単離では、細胞溶解後、脂質膜とタンパク質からゲノムDNAを精製できますが、プラスミドDNAの単離では、酢酸カリウムで中和すると、プラスミドDNAがゲノムDNAから分離されます。

ゲノムDNAとプラスミドDNAの分離は、バイオテクノロジーのさまざまな技術で使用するDNA分離にとって重要な2つの抽出方法です。

細胞溶解、ゲノムDNA分離、プラスミドDNA分離

ゲノムDNA分離とは

ゲノムDNAの単離は、細胞からゲノムDNAを抽出する手順です。ゲノムDNA分離の主な特徴の1つは、ゲノムDNAを溶液に放出するために強力な溶解ステップが必要なことです。一般に、細胞壁はリゾチームとプロテイナーゼKによって酵素的に分解されます。対照的に、細胞壁の機械的分解は、渦でビーズを叩くことによって行われるより普遍的なプロセスです。細胞溶解後、フェノール-クロロホルム抽出または他の方法によるDNA精製は、脂質二重層、タンパク質、および他の細胞破片を洗浄するために不可欠です。

図1：ゲノムDNAの分離

さらに、ゲノムDNAの分解は、ゲノムDNAの分離中に発生する主な欠点の1つです。したがって、抽出中の染色体の破壊を防ぎながら、DNase活性を防ぐために、低温を維持するか、化学阻害剤を使用することが不可欠です。

プラスミドDNA分離とは

プラスミドDNAの単離は、細胞からプラスミドDNAを抽出するプロセスです。また、これらの細胞のゲノムDNAからプラスミドDNAを排除します。ただし、プラスミドDNA分離の重要なポイントの1つは、アルカリ溶解などの穏やかな細胞溶解手順を実行することです。基本的に、アルカリ溶解のバッファーには、プラスミドDNAとゲノムDNAの両方を完全に変性させる水酸化ナトリウムとSDSが含まれています。ただし、プラスミドDNAを不可逆的に変性させる可能性のある過度の変性を防ぐことが不可欠です。

図2：プラスミドDNAの単離

細胞溶解に続くステップは、プラスミドDNA単離における中和です。一般的に、酢酸カリウムは中和のための試薬です。プラスミドDNAはゲノムDNAに比べてサイズが小さいため、プラスミドDNAは容易に再生されますが、ゲノムDNAはもつれがちです。その後、遠心分離により、タンパク質に結合したゲノムDNAを含むペレットを形成できます。したがって、プラスミドDNAは上清に残ります。最終的に、このプラスミドDNAはエタノールで沈殿させることができます。

ゲノムDNAとプラスミドDNAの単離の類似点

ゲノムDNAとプラスミドDNAの単離の違い

意味

ゲノムDNA分離とは、生物学的サンプル中のDNAを分離するために使用される技術を指し、プラスミドDNA分離とは、生物学的サンプルからプラスミドDNAを分離することを指します。

サンプル

ゲノムDNAはさまざまな生物学的サンプルから分離できますが、プラスミドDNAの分離は主に細菌や真菌の細胞培養から行われます。

細胞溶解

変性

さらに、ゲノムDNA単離用の細胞溶解緩衝液のpHは7〜9であり、これはDNAを変性させませんが、プラスミドDNA単離用の細胞溶解緩衝液のpHは12.1〜12.3であり、プラスミドDNAとゲノムDNAの両方を変性させます。

第二段階

さらに、細胞溶解後、プラスミドDNAを単離する際に、脂質膜とタンパク質からゲノムDNAを精製することができます。次に、酢酸カリウムで中和して、プラスミドDNAをゲノムDNAから分離します。

遠心分離中

遠心分離中、ゲノムDNAはペレットに現れ、プラスミドDNAは上清に現れます。

意義

また、ゲノムDNAの分離は非常に簡単な方法ですが、プラスミドDNAの分離はより感度の高い方法です。

ダウンストリームアプリケーション

ゲノムDNA分離のダウンストリームアプリケーションはPCRまたはシーケンシングであり、プラスミドDNA分離のダウンストリームアプリケーションはクローニングトランスフェクションまたは遺伝子治療です。

結論

ゲノムDNA分離は、さまざまな種類の生物学的サンプルからDNAを抽出する方法です。一般的に、これはより簡単な方法であり、細胞膜の過酷な破壊と、それに続く脂質二重層、タンパク質、およびその他の細胞破片からのゲノムDNA精製が含まれます。一方、プラスミドDNAの単離は、より感度の高い方法であり、穏やかなアルカリ溶解を使用して生細胞膜を破壊します。さらに、プラスミドDNAをゲノムDNAから分離する中和ステップが含まれています。最後に、プラスミドDNAが上清に発生します。したがって、ゲノムDNAとプラスミドDNAの分離の主な違いは、細胞溶解とDNAの精製の方法です。

参照：

1.ケネディ、スザンヌ。「プラスミドとゲノムDNA抽出：違い」 Bitesize Bio、2019年6月20日、こちらから入手できます。

画像提供：

1. CommonsWikimedia経由のCNXOpenStax（CC BY 4.0）による「Figure17 01 02」2.Noman-Hafeezkhosaによる「Preparation-of-plasmid-dna-by-mwaqas-noman-hafeez-khosa-6-638」（ CC BY-SA 4.0）CommonsWikimedia経由