본문내용
1. DNA 추출 및 PCR
1.1. 실험 목적
본 실험의 목적은 쥐의 근육세포에서 DNA를 추출하여 중합효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction; PCR) 실험에 이용할 시료를 만드는 것이다.
DNA는 자신과 똑같은 새 DNA를 복제하고 생물 특유의 유전형질을 발현시키는 중요한 유전물질이다. PCR은 특정 염기서열을 증폭하는 방법으로, DNA 분석 및 현대 분자생물학 발전에 큰 기여를 해왔다. 따라서 쥐 근육세포에서 DNA를 추출하여 PCR 실험에 활용할 수 있는 시료를 제작하는 것이 이번 실험의 목적이다. []
1.2. 배경지식
1.2.1. DNA의 기능
DNA는 자신과 똑같은 새 DNA를 복제하고, 생물 특유의 유전형질을 발현시킨다. DNA가 유전물질, 즉 유전자라는 것은 바이러스나 대장균을 이용한 여러 가지 실험 결과로 20세기에 들어서야 밝혀졌다.
1.2.2. DNA의 구조
DNA는 두 가닥의 뉴클레오티드로 이루어진 이중나선 구조이다. DNA를 구성하는 뉴클레오티드는 염기, 5탄당 및 3개의 인산기로 이루어져 있으며, 염기는 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 티민(T)의 4종류로 구분된다. 아데닌과 구아닌은 퓨린 계열의 큰 염기이고, 시토신과 티민은 피리미딘 계열의 작은 염기이다.
두 가닥의 DNA 분자는 염기 사이의 수소결합에 의해 안정적인 이중나선 구조를 이루며, 아데닌(A)은 티민(T)과, 구아닌(G)은 시토신(C)과 상보적인 염기쌍을 형성한다. 이러한 상보적인 염기쌍으로 인해 DNA 분자의 C:G 또는 A:T 비율은 생물 종에 따라 다르며, 이는 생물다양성의 원인이 된다.
1.2.3. DNA 복제
DNA 분자 내 2개 뉴클레오티드 가닥 사이의 수소결합은 DNA 헬리카제(DNA helicase) 효소의 작용에 의해 쉽게 분리된다. 이에 따라 뉴클레오티드의 염기가 노출되고, 노출된 염기서열에 따라 DNA 중합효소(DNA polymerase)에 의해 상보되는 DNA 가닥이 합성된다. DNA 합성은 5'에서 3' 방향으로 일어나기 때문에 하나의 신생 DNA 가닥은 연속적으로 합성되지만, 다른 신생 DNA 가닥은 여러 조각으로 나뉘어 합성된다. 이를 오카자키 절편(Okazaki fragment)이라고 하며 이는 DNA 연결효소(DNA ligase)에 의해 연속가닥으로 만들어진다. 복제과정 동안 부모가닥은 그대로 보존되기 때문에 새로운 DNA 분자의 반은 기존의 것이고, 나머지 반은 새것이 된다. 이를 반보존적(semiconservative)복제라고 부른다.
1.2.4. 유전자 형질 발현
DNA 유전 정보는 전사와 번역을 거쳐 단백질로 전환된다. 전사 과정에서 DNA의 유전 정보가 RNA로 복사되고, 번역 과정에서 RNA의 염기서열 정보가 아미노산 서열로 전환되어 폴리펩티드 사슬이 합성된다. 이렇게 합성된 폴리펩티드 사슬은 접힘과 가공 과정을 거쳐 최종적으로 기능성 단백질 구조를 형성한다. 따라서 DNA에 저장된 유전 정보는 RNA와 단백질 수준에서 발현되어 생물체의 형질을 결정한다. 폴리펩티드 사슬의 아미노산 서열은 유전자 DNA의 뉴클레오티드 염기서열에 직접 대응하며, 이를 통해 DNA의 유전 정보가 단백질의 구조와 기능으로 구현된다.
1.3. PCR(polymerase chain reaction)
1.3.1. PCR의 원리
PCR(polymerase chain reaction)은 DNA의 원하는 부분을 증폭하는 방법이다. DNA 분자의 어느 부분이든지 경계배열(border sequenc...
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