[생화학실험]DNA purification & DNA Gel Electrophoresis

소개글

plasmid DNA를 이용해서 정제를 해보고 전기영동을 통해 분리하고 확인하는 실험과정에대한 설명입니다. pure DNA를 뽑는 실험을 왜해야하는지에 대한 의문의 답을 이론을 통해 실험 과정을 유추 할 수 있는 레포트입니다.

결과는 없고 실험 이론 및 과정으로 결과를 유추 및 설명할 수 있습니다.

예비레포트입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론 및 원리
1) 실험 요약
2) DNA 구조
3) Plasmid DNA 분리법
4) Plasmid DNA 분리법의 공통적인 세 단계
5) plasmid DNA의 용도
6) Plasmid DNA 분리법
7) Plasmid DNA 정제
8) Plasmid DNA의 charge를 이용
9) 전기영동(electrophoresis)
10) gel의 종류
11) Agarose gel 전기영동시 DNA의 이동에 영향을 주는 요인들

3. 실험 기구 및 시약

4. 실험 방법
1) Cell Lysis : Harvesting
2) Alkali lysis method : Lysis by alkalie
3) DNA Purification
4) DNA Gel Eletrophoresis

5. 참고 문헌

본문내용

Plasmid DNA 분리법
원핵세포에는 염색체 DNA 외에도 작은 DNA가 발견된다. 보통 플라스미드(Plasmid)라 불리는 이들 DNA는 염색체 DNA보다 상당히 작고(4kb～100kb) 스스로 복제가 가능하며 대부분 항생물질에 대한 저항성을 나타내는 유전자를 포함하고 있다. Plasmid DNA란 염색체 밖에 존재하는 DNA(extra chromosomal small circular DNA)이다. Plasmid DNA는 그 자체 내에 replication origin을 가지고 있어서 박테리아 내에서 염색체 DNA 복제와 상관없이 독자적으로 복제되는 특징이 있다. 박테리아의 항생제에 대한 내성이 한 세포에서 다른 세포로 옮겨질 때 plasmid를 통해 이루어진다고 알려진 후 항생제 내성에 대한 유전자 뿐 아니라 항생제 합성이나 독물질 합성, 질소고정 및 분해, 여러 효소들에 대한 유전자를 함께 가지고 있음이 밝혀졌다.
Plasmid DNA는 순수하게 분리․정제하기가 쉬우며 또 다른 박테리아의 세포 안으로 집어 넣을 수 있다. 이렇게 인위적으로 플라스미드를 다른 박테리아에 감염시킬 수 있기 때문에 이것을 이용하여 유전형질을 변화시킬 수 있다. 형질 변환된 박테리아로부터 plasmid DNA를 분리하는 것은 recombinant DNA를 제조하기 위한 첫 번째 단계이다.
Plasmid DNA는 한 세포에서 다른 세포로 옮겨갈 수 있는 성질을 지니고 있으므로 유전자를 옮기는 운반자 혹은 vector로 작용을 한다. 항생제 내성을 지닌다는 이유로 의사들에게는 반갑지 않은 존재로 여겨지지만 분자생물학의 연구에 있어서는 유전자 특성 규명에 없어서는 안될 중요한 수단으로 이용되고 있다. 즉 외부에서 연구하고자 하는 DNA 조각을 plasmid에 삽입하여 연결시킨 후 박테리아에 넣어 주면 이 형질전환된 세포내에서 DNA는 독자적으로 복제되므로 DNA 조각을 cloning하는 vector로 이용될 수 있는 것이다.
분자생물학 실험에 사용되는 plasmid는 자연계에 존재하는 plasmid의 특정 부위를 조합하여 만든 plasmid가 이용된다. 이러한 plasmid는 작고 활성이 높은 relaxed replication origin을 가지고 있으며 적어도 항생제 내성에 대한 한개의 유전자를 지니고 있다. 또한 이들 plasmid 내에는 한가지 제한효소에 의해 단지 한군데만 절단될 수 있는 부위를 여러개 가지고 있으므로 실험실 내에서의 조작을 쉽게 해주고 있다. Plasmid의 소량분리도 최근 여러가지 kit가 상품화되어 있으며 많은 sample을 동시에 빠르고 간편하게 분리할 수 있는 장점은 있지만 경제적이지 못하기 때문에 여기에서는 보통 쓰는 alkali lysis 방법을 기술하기로 하겠다.

참고 자료

실험 생화학, 한국생화학회 著, 탐구당, 개정 3판, 1997
Molecular Cloning : a laboratory manual, Joseph Sambrook, David W. Russell., Cold Spring Harbor, N.Y. : Cold Spring Harbor Laboratory Press, 3rd ed., c2001.
Modern experimental biochemistry, Rodney Boyer., San Francisco, CA : Benjamin Cu㎜ings, 3rd ed., 2000.
Gene cloning & DNA analysis An introduction 7th Ed. T.A. Brown