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PCR이란? 중합효소 연쇄반응 - 윈터스쿨 예습

[눈비] 눈비닷컴 2019.08.26 02:59

[PCR이란? 중합효소 연쇄반응 - 윈터스쿨 예습]

mohamed_hassan

2019년 윈터스쿨에 들어가기 전에 PCR 등의 강의 내용을 미리 예습하기 위해 기초 자료를 메모한 것들이다.


 

PCR이란 중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction)을 말하는 것으로, 특정 DNA 절편을 증폭하여 검출하는 기법을 말한다.

 

DNA의 외가닥에의 변성 → ② 시발체의 결합 → ③ 중합효소에 의한 상보성DNA의 합성 → ① 변성 → ② 시발체 결합···이라는 회로를 반복하는 것으로 유전자 영역만을 시험관내에서 증식시킨다.

[네이버 지식백과] PCR(생명과학대사전)

 

유전자검색법의 단점인 특정 DNA를 순수하게 분리하기 어렵고 분리할 수 있는 양이 미량이라는 점과 다르게 증폭을 사용하여 미량의 DNA만으로도 검출을 원하는 특정 유전물질을 증폭해 충분한 양을 얻을 수 있다.

 

연쇄반응의 순서는 다음과 같다. 열을 이용하여 이중 나선인 DNA를 각각의 가닥으로 분리하는 열변성 과정(denaturation)을 거친 후, 온도를 낮추어 시발체(primer)-DNA합성을 위한 출발점 역할을 하는 RNA 또는 DNA의 짧은 가닥. [네이버 지식백과] 시발체 [primer] (생화학백과)- 증폭을 원하는 서열 말단에 결합하게 하고, 다시 열을 올려 DNA를 합성하는 중합 반응(polymerization or extension)을 일으킨다.

 

그 후 다시 열변성 과정, 결합 반응, 중합 반응을 반복하여 DNA를 증폭하게 된다. 중합효소 연쇄 반응 1회당 유전 물질은 2배로 증폭된다. 따라서 이라는 가하급수적인 증폭이 가능한 것이다.

 

중합효소 연쇄 반응을 위하여 필요한 물질은 증폭하고자 하는 주형이 되는 DNA와 시발체, DNA 중합효소, dNTP, 완충액, 염화마그네슘(MgCl2)이다. 주형이 되는 DNA로는 보통 20~100ngDNA를 사용하며, 시발체는 보통 20~30개의 염기로 이루어지도록 하며 A, TG, C의 비율은 동일한 비로 이루어진 것이 좋다. 또한 G, C의 분포는 몰려 있지 않는 것을 사용하여야 한다. 또한 시발체 내와 시발체 간에 상보적인 염기 서열이 존재하지 않도록 하여야 한다. DNA 중합효소는 90이상의 고온에서도 활성을 잃지 않는 효소를 사용하며, DNA5’에서 3’으로 합성하는 기능, 3’에서 5’으로 잘못된 염기를 교정하는 능력을 가지고 있다. dNTPdATP, dCTP, dGTP, dTTP로 구성되며 보통 200 μM의 농도를 사용한다. 또한 DNA 중합효소가 작용하고 dNTP와 시발체가 결합하기 위하여 Mg2+가 필요하다. 완충액은 중합효소의 활성화를 위하여 필요하다.

 

열변성 과정

95에서 열을 이용하여 2가닥의 DNA의 상보적인 염기의 수소결합을 1가닥으로 떨어뜨리는 과정.

결합 반응

55~65에서 한 가닥의 DNA에 시발체가 상보적인 염기서열에 결합하는 과정이다.

중합 반응

한 가닥의 DNA(주형 DNA)에 시발체가 붙은 다음의 염기에 DNA 중합효소(polymerase)를 이용하여 주형 DNA의 상보적인 염기를 합성하여 두 가닥의 DNA으로 연장.

 

[네이버 지식백과] 중합효소 연쇄 반응 [polymerase chain reaction] (서울대학교병원 의학정보, 서울대학교병원)

 

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