본문내용
1. 혈액 DNA 추출
1.1. DNA의 정의와 특징
DNA(DeoxyriboNucleic Acid)는 생명체 내에 존재하는 핵산의 일종으로, 유전 정보를 저장하고 전달하는 핵심적인 생체 고분자 화합물이다. DNA는 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 티민(T)의 네 가지 화학 염기로 구성되어 있으며, 이들 염기의 배열이 유기체의 유전 정보를 결정한다.
DNA 분자는 이중나선 구조로 되어 있는데, 두 가닥의 DNA 사슬이 서로 꼬여 있는 형태를 취하고 있다. 각 DNA 사슬은 당(deoxyribose)과 인산기로 이루어진 backbone 구조를 가지며, 이 backbone에 네 가지 염기가 부착되어 있다. 이중나선 구조 내에서 아데닌(A)과 티민(T), 구아닌(G)과 시토신(C)이 수소 결합으로 상보적인 염기쌍을 형성한다.
DNA의 구조적 특징은 다음과 같다. 첫째, 이중나선 구조로 되어 있어 안정성이 높다. 둘째, 상보적인 염기 배열을 가지므로 유전 정보의 복제와 전달이 용이하다. 셋째, 염기 서열에 따라 유전 정보가 저장되어 있다. 넷째, 자기 복제 능력을 가지고 있어 유전 정보를 다음 세대로 전달할 수 있다.
이러한 DNA의 구조와 특성으로 인해 DNA는 생명체의 유전 정보를 저장하고 전달하는 핵심적인 역할을 수행한다. 즉, DNA는 생명체의 유전적 설계도이자 유전 정보의 저장고로 작용하며, 이를 통해 생명체의 발생, 성장, 분화 등 모든 생명 현상이 조절되고 유지된다.
1.2. Genomic DNA
Genomic DNA는 플라스미드와 같은 염색체 외 DNA와 달리 염색체 DNA이며, gDNA라고도 한다. 대부분의 유기체는 모든 세포에 동일한 Genomic DNA를 가지고 있다. 그러나 그 중 신체 내에서 세포 기능과 분화를 허용하는 특정 유전자만이 각 세포에서 활성화된다. 유기체의 Genome(Genomic DNA에 의해 암호화됨)은 유기체의 한 세대에서 다음 세대로 전달되는 유전의 생물학적 정보로, 그 Genome은 유기체의 기능에 필요한 다양한 RNA를 생산하기 위해 전사된다. 전구체 mRNA(pre-mRNA)는 핵에서 RNA 중합효소 II에 의해 전사되고, 스플라이싱(Splicing)을 통해 Intron을 제거하고 exon만 남기는 과정을 거쳐 mRNA가 된다. 이는 세포질로 운반되어 리보솜에 의해 단백질로 번역된다."
1.3. DNA 추출의 원리
세포의 구성단위를 보면 세포 → 핵 → 염색체 → 염색사 → 히스톤 단백질 → 유전자 → DNA 순서이다. 즉, DNA를 추출하기 위해서는 먼저 세포막과 핵막을 분해하여 염색사와 히스톤 단백질을 분리시켜야 한다.
세포막은 인지질 이중층으로 되어 있어 계면활성제를 이용하여 이를 분해한다. 계면활성제는 인지질과 유사한 구조를 가지고 있어 인지질의 친수성 머리 부분과 결합하여 이중층 구조를 제거할 수 있다. 핵막 또한 세포막과 동일한 구조를 가지므로 같은 방식으로 분해할 수 있다.
세포막과 핵막을 제거한 후에는 염색사와 히스톤 단백질의 결합을 분리시켜야 한다. 이를 위해 Proteinase K를 사용한다. Proteinase K는 단백질을 분해하여 DNA의 분해를 막아주는 역할을 한다.
그 다음으로는 DNA와 불순물을 분리하는 과정이 필요하다. 에탄올을 넣고 원심분리를 진행하면 DNA는 에탄올 층으로 분리되어 올라가고 불순물들은 아래쪽에 가라앉게 된다. 에탄올은 DNA를 녹이지 않기 때문에 DNA와 불순물을 분리할 수 있다. 이 때 낮은 온도의 에탄올을 사용하면 DNA를 응축시켜 관찰할 수 있게 된다.
마지막으로 원심분리를 통해 불순물을 제거하면 순수한 DNA를 얻을 수 있다.
1.4. DNA 추출 방법
1.4.1. 세포막 및 핵막 파괴
DNA를 추출하기 위해서는 먼저 세포막과 핵막을 분해하여 DNA를 세포 밖으로 유출시켜야 한다. 세포막은 인지질 이중층 구조로 되어 있으며, 계면활성제를 사용하여 이를 분해할 수 있다. 핵막 또한 세포막과 유사한 구조를 가지고 있기 때문에 같은 방식으로 분해할 수 있다.
특히 본 실험에서는 RBC lysis ...
1
2
3
4
5
6
7
8