Die Hauptunterschied zwischen Denaturierung und Renaturierung der DNA ist, dass Denaturierung von DNA ist der Prozess der Trennung von dsDNA in Einzelstränge. Im Gegensatz dazu ist die Renaturierung der DNA jedoch der Prozess der Bildung von Basenpaaren; das heißt, dass die komplementären DNA-Stränge wieder zusammenkommen. Darüber hinaus werden bei der Denaturierung von DNA Wasserstoffbrückenbindungen abgebaut, während bei der Renaturierung der DNA jedoch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Basen entstehen. Darüber hinaus sind die Hauptfaktoren, die die Denaturierung von DNA beeinflussen, die physikalischen Mittel, wie Erhitzen und Beschallen, und chemische Mittel, wie Alkali, Formamid und DMSO. Die Faktoren, die die Renaturierung beeinflussen, sind die Ionenstärke der Lösung, Temperatur, Zeit, DNA-Konzentration und die Größe des interagierenden Moleküls.

Kurz gesagt, Denaturierung und Renaturierung von DNA sind zwei Prozesse des Aufbrechens und Wiederherstellens von Wasserstoffbrücken in der DNA. Im Allgemeinen sind sie wichtig bei der Anzahl der Bioassays, die DNA-Hybridisierung beinhalten, wie Membranhybridisierung, Microarrays, PCR usw.

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Was ist die Denaturierung von DNA?

Denaturierung von DNA ist der Vorgang, bei dem doppelsträngige DNA in zwei Einzelstränge getrennt wird. Es tritt als Folge des Aufbrechens von Wasserstoffbrücken auf. Außerdem kann die Denaturierung der Doppelhelix auf zwei Arten erfolgen; die physikalische Denaturierung und die chemische Denaturierung.

Physische Denaturierung

Die physikalische Denaturierung erfolgt hauptsächlich durch Erhitzen und Beschallen. Normalerweise führen hohe Temperaturen über 90 °C zur Denaturierung der DNA. Technisch wird dies erreicht, indem genügend kinetische Energie bereitgestellt wird, um Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basenpaaren aufzubrechen. Dies führt anschließend zur Zerstörung der Watson- und Crick-Basenpaare und zur Trennung der doppelsträngigen Helix in zwei Einzelstränge. Bei diesem Verfahren wird die charakteristische Temperatur, bei der die DNA-Doppelhelix schmilzt, als Schmelztemperatur (Tm) bezeichnet. Bei dieser Temperatur werden 50% der DNA geschmolzen. Außerdem nimmt Tm mit steigendem G-C-Gehalt zu, da Guanin und Cytosin während der Basenpaarung drei Wasserstoffbrückenbindungen bilden, während Cytosin und Thymin nur zwei Wasserstoffbrückenbindungen bilden. Im Allgemeinen kann der Denaturierungsgrad spektrophotometrisch bestimmt werden, indem die Lichtabsorption bei 260 nm überwacht wird.

Die Beschallung ist eine weitere Denaturierungsmethode. Dabei sind Sondenbeschallung und Beschallungsbad zwei Beschallungstechniken.

Abbildung 1: Denaturierung und Renaturierung in der PCR

Chemische Denaturierung

Was die chemische Denaturierung betrifft, so beschleunigt die Anwesenheit chemischer Mittel wie Harnstoff und Formamid die Denaturierung durch Stabilisierung von Purinen und Pyrimidinen. Somit verringern sie die Tm. Zum Beispiel denaturieren 95 % des Formamids die DNA bei Raumtemperatur vollständig. Darüber hinaus senken verschiedene Konzentrationen von Natriumhydroxid und DMSO auch die Schmelztemperatur der DNA.

Was ist die Renaturierung der DNA?

Die Renaturierung der DNA ist der Prozess des Aneinanderlagerns der beiden komplementären DNA-Stränge. Irgendwann tritt es beim Abkühlen auf. Technisch geschieht die Renaturierung durch die Neubildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Basenpaaren, die wiederum die beiden DNA-Stränge zusammenbringen, um die doppelsträngige DNA zu bilden. Darüber hinaus kann die Renaturierung von DNA durch Überwachung der Extinktion überwacht werden. Im Allgemeinen nimmt die Absorption von DNA bei 260 nm ab, während die DNA renaturiert wird. Außerdem hängt der Renaturierungsgrad von C0, der Konzentration der doppelsträngigen DNA vor der Denaturierung, und t, der Zeit bis zur Renaturierung, ab.

Ähnlichkeiten zwischen Denaturierung und Renaturierung von DNA

Unterschied zwischen Denaturierung und Renaturierung von DNA

Definition

Denaturierung von DNA bezieht sich auf das Aufwickeln der doppelsträngigen DNA durch den Abbau von Wasserstoffbrücken, die die beiden DNA-Stränge zusammenhalten. Im Gegensatz dazu bezieht sich die Renaturierung von DNA auf die Bildung von Basenpaaren; das heißt, es bezieht sich auf die beiden komplementären Stränge der DNA, die wieder zusammenkommen.

Geben Sie Anlass zu

Die Denaturierung von DNA führt zu einzelsträngiger DNA, aber die Renaturierung von DNA führt zu doppelsträngiger DNA.

Wasserstoffbrücken

Denaturierung baut Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Basenpaaren ab, aber im Gegensatz dazu bildet die Renaturierung Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Basenpaaren.

Faktoren, die die Prozesse beeinflussen

Die Hauptfaktoren, die die Denaturierung von DNA beeinflussen, sind die physikalischen Mittel, wie Erhitzen und Beschallen, und chemische Mittel, wie Alkali, Formamid und DMSO. Andererseits sind die Faktoren, die die Renaturierung beeinflussen, die Ionenstärke der Lösung, Temperatur, Zeit, DNA-Konzentration und die Größe des wechselwirkenden Moleküls.

Wirkung auf die Absorption

Denaturierung erhöht die Absorption von DNA bei 260 nm, Renaturierung verringert jedoch die Absorption von DNA bei 260 nm.

Auswirkung auf die optische Drehung

Denaturierung verringert die positive optische Drehung der DNA-Doppelhelix stark, während die Renaturierung der DNA-Doppelhelix eine starke, positive optische Drehung verleiht.

Einfluss auf die Viskosität

Denaturierung verringert die Viskosität der DNA merklich, aber die Renaturierung erhöht die Viskosität der DNA stark.

Abschluss

Denaturierung von DNA ist der Prozess des Aufbrechens von Wasserstoffbrückenbindungen der DNA und somit der Trennung des DNA-Duplex in zwei einzelsträngige DNA. Es erhöht signifikant die Absorption von DNA bei 260 nm, während die positive optische Drehung und die Viskosität verringert werden. Im Gegensatz dazu ist die Renaturierung der DNA der Prozess der Wiederherstellung der Wasserstoffbrücken zwischen den beiden komplementären DNA-Strängen, um die doppelsträngige DNA zu bilden. Im Allgemeinen verringert es die Extinktion bei 260 nm, während die Viskosität und die positive optische Drehung erhöht werden. Daher ist der Hauptunterschied zwischen Denaturierung und Renaturierung von DNA das Verhalten von Wasserstoffbrückenbindungen in der DNA und die Auswirkungen.

Verweise:

1. Schah, Richa. "Denaturierung und Renaturierung der DNA." Biologiediskussion, 2. Mai 2016, hier verfügbar.2. Wang, Xiaofanget al. „Charakterisierung der Denaturierung und Renaturierung von DNA für die DNA-Hybridisierung.“ Umweltgesundheit und Toxikologie vol. 29 e2014007. 11.09.2014, doi:10.5620/eht.2014.29.e2014007.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „PCR-Schritte“ von Tinojasontran – Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia