일반생물학실험 | 제한효소를 통한 DNA 분해와 전기 영동

 

 

 

TIP

 

 

추출해낸 DNA를 제한 효소를 사용하여 여러 개의 DNA 조각으로 분리한 후, 전기영동을 통하여 원하는 DNA 분자가 유입되었는지를 확인한다.

 

 

 

본 실험에는 DNA를 제한 효소로 절단하는 과정이 포함되어 있다. 제한 효소는 원래 세균이 침투한 외래 DNA를 변형 및 파괴시키기 위하여 존재하는 효소이다. 그러나 이 제한 효소는 그 세균의 DNA도 절단할 수도 있기 때문에 그것을 방지하기 위해 세균은 자신의 DNA에 메틸화(methylation)을 하는 등의 방법을 통해 자신의 DNA를 보호한다.

 

제한 효소는 이중 나선 구조로 된 DNA의 회문식 염기서열, 즉 앞으로 읽으나 뒤로 읽으나 염기서열이 같은 모양을 하고 있는 특징적인 염기서열을 인식하여 절단한다. 잘린 후의 DNA 말단의 모양은 두 종류가 있다. 말단이 엇갈리게 잘린 말단을 점착말단(sticky end)라고 하고, 말단이 일자로 잘린 말단을 평활말단(blunt end)라고 한다.

 

이 말단의 모양은 두 종류가 서로 다른 성격을 나타내므로 필요한 용도에 맞춰 원하는 말단을 얻을 수 있는 제한 효소를 사용해야 한다. 본 실험에서 사용하는 제한 효소는 두 종류가 있다. EcoR I 효소와 Pst I 효소를 사용하는데 두 효소 모두 점착식 말단(sticky end)를 형성한다는 공통점이 있지만 인식하는 회문식 염기서열이 다르기 때문에 같은 DNA를 자를 때에도 다른 부위를 자른다. 다음은 그 두 효소의 인식 부위와 절단 후의 모습을 나타낸 표이다.

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효소	공급원	인식 서열	잘린 모습
EcoR I	Escherichia coli	5'GAATTC 3'CTTAAG	5'---G AATTC---3' 3'---CTTAA G---5'
Pst I	Providencia stuartii	5'CTGCAG 3'GACGTC	5'---CTGCA G---3' 3'---G ACGTC---5'

 

그리고 전기영동을 간단히 설명하자면 다음과 같다. DNA와 같은 생물학적 분자들은 전하를 띠고 있다. 그리고 DNA 같은 경우에는 인산기 때문에 음전하를 띠고 있기 때문에 전지의 음전하에서 양전하 쪽으로 이동한다. 그리고 그 과정은 DNA가 agarose gel을 지나면서 받는 여러 가지 요인에 의한 마찰력의 영향을 받는다. 그 중 가장 큰 요인은 DNA 조각의 분자량으로, 분자량에 클수록 더 느리게 이동하여 분자량 순서를 따라서 DNA 시료가 여러 개의 띠로 나뉘는 것을 관찰할 수 있다. 그리고 DNA 전기영동에서 영향을 줄 수 있는 요인들은 DNA 분자의 크기(분자량)와 구조, Agarose gel에서 agarose의 농도, 그리고 가해준 전압 및 전기장 등이 있다.

 

 

 

[일반생물학실험]제한효소를 통한 DNA 분해와 전기 영동 레포트