소개글
"전기영동"에 대한 내용입니다.
목차
1. 전기영동을 통한 DNA 분석
1.1. 전기영동의 원리
1.2. 전기영동에 사용되는 버퍼
1.2.1. TAE 버퍼
1.2.2. TBE 버퍼
1.3. 아가로스 젤 전기영동
1.3.1. 아가로스 젤의 특성
1.3.2. 아가로스 젤 제작 방법
1.4. DNA 염색시약
1.4.1. EtBr (Ethidium Bromide)
1.4.2. 대체 염색시약
1.5. DNA 전기영동 결과 분석
1.5.1. DNA 크기 확인
1.5.2. DNA 밴드 패턴 분석
1.6. 전기영동 문제 해결
1.6.1. 젤 제작 문제
1.6.2. 샘플 처리 문제
1.7. 플라스미드 DNA의 특성
2. 전기영동을 통한 PCR 결과 확인
2.1. 겔 전기영동의 원리
2.2. 아가로스 젤 전기영동 실험 방법
2.3. PCR 산물 확인 및 해석
3. 참고 문헌
본문내용
1. 전기영동을 통한 DNA 분석
1.1. 전기영동의 원리
전기영동의 원리는 다음과 같다. 전기영동은 전기장 안에서 하전된 입자가 양극 또는 음극으로 이동하는 현상을 이용한 기술이다. 이동하는 속도는 입자의 전하량, 크기와 모양, 용액의 pH와 점성도, 용액에 있는 다른 전해질의 농도와 이동의 세기, 지지체의 종류 등 여러 요인에 따라 달라진다. 즉, 분자 자체의 성질에 따라 이동 속도가 결정된다. 전기영동법은 아미노산, 뉴클레오타이드, 단백질과 같은 하전된 물질을 분리하거나 분석하는데 매우 효과적으로 사용된다. 아가로스 젤은 완충용액에 녹여 원하는 크기의 틀에 부어지며, 젤이 굳는 동안 아가로스는 지지체 형태가 되고 그 밀도는 아가로스의 농도에 따라 정해진다. 이렇게 만든 젤에 전기장이 가해지면 음전하를 띠는 DNA는 양극으로 이동하게 된다.
1.2. 전기영동에 사용되는 버퍼
1.2.1. TAE 버퍼
TAE 버퍼는 Tris, 아세트산, EDTA로 구성된 완충용액이다. TAE 버퍼는 DNA 전기영동 실험에서 pH 조절을 위해 사용되며, DNA의 음전하를 유지시키는 역할을 한다.
TAE 버퍼의 성분인 Tris는 양이온을 공급하여 음전하를 띠고 있는 DNA를 전기영동 시 양극으로 끌어당기는 역할을 한다. 반면 아세트산은 Tris의 높은 pH를 낮추어 적절한 pH를 유지시킨다. EDTA는 DNA 분해효소인 DNase의 활성을 억제하여 DNA 손상을 방지하고, DNA의 음전하를 안정화시켜 전기영동에 용이하도록 한다.
TAE 버퍼는 TBE 버퍼에 비해 DNA 회수율이 좋고 대용량 DNA 전기영동에 적합하다. 단, TBE 버퍼에 비해 완충능이 약하여 장시간 전기영동 시 pH 변화가 발생할 수 있다는 단점이 있다. 이러한 이유로 TAE 버퍼는 DNA 정제가 필요한 실험에 주로 사용되며, TBE 버퍼는 단순 DNA 분리 실험에 많이 활용된다.
1.2.2. TBE 버퍼
TBE 버퍼는 Tris, Boric acid, EDTA로 구성된다. TAE 버퍼와 마찬가지로 전기영동에 사용되는 대표적인 버퍼이다. TBE 버퍼는 TAE 버퍼에 비해 buffering capacity가 더 높아 장시간 전기영동에 유리하다. 또한 TBE 버퍼로 제작된 아가로스 젤은 DNA 밴드가 더 선명하고 깨끗하게 나타나는 특징이 있다. 하지만 Boric acid가 많은 효소들의 강력한 억제제이기 때문에 DNA 추출 및 정제 과정에는 적합하지 않다. 따라서 DNA 회수가 필요한 실험에는 TAE 버퍼를 사용하는 것이 더 유리할 수 있다."
1.3. 아가로스 젤 전기영동
1.3.1. 아가로스 젤의 특성
아가로스 젤은 투명하고 퍼공성의 특성을 가지고 있다. 아가로스는 해초에서 추출한 다당류로 이루어진 천연 중합체이다. 아가로스 분자들이 가교결합하여 꼬인 섬유상의 불규칙한 그물구조를 형성하게 되며, 이러한 망상구조가 아가로스 젤의 형태를 만든다. 아가로스 젤은 pore size가 일정하지 않고 다양한 크기의 구멍이 불규칙적으로 분포하고 있어 작은 분자는 쉽게 통과할 수 있지만, 큰 분자는 통과하기 어렵다. 따라서 아가로스 젤은 분자량에 따라 생체고분자를 분리할 수 있는 매체로 사용된다. 아가로스 젤의 농도를 높일수록 작은 분자의 분리능이 향상되며, 낮출수록 큰 분자의 분리가 용이해진다. 이처럼 아가로스 젤은 분자량에 따른 분리능과 투명성, 기계적 강도 등 다양한 장점으로 인해 DNA, RNA, 단백질 등의 전기영동에 널리 사용되고 있다.
1.3.2. 아가로스 젤 제작 방법
아가로스 젤 제작 방법은 다음과 같다.
1% 아가로스 젤은 1g의 아가로스를 100ml의 1X TAE 버퍼에 넣고 섞는다. 전자레인지를 이용해 아가로스가 완전히 녹을 때까지 가열한다. 증발된 물은 증류수를 보충하여 원래의 용량을 맞춘다. 그 후 약 5-10분간 실온에서 식힌다. 식힌 용액에 EtBr(Ethidium Bromide) 염색약을 1/20000의 비율(10µl)로 넣어준다. 이를 gel cast에 부어 comb을 꽂은 상태로 약 20분간 굳힌다. 완성된 젤은 1X TAE 버퍼가 들어있는 전기영동 장치에 넣어 사용한다. 이때 DNA 시료와 DNA ladder는 loading dye와 섞어 젤의 well에 loading한다. 이후 전기가 흐르면 DNA 분자들이 크기에 따라 분리된다.""
1.4. DNA 염색시약
1.4.1. EtBr (Ethidium Bromide)
EtBr(Ethidium Bromide)은 DNA에 결합하는 대표적인 염색시약이다. EtBr은 DNA의 이중나선 구조 사이에 끼어들어 안정적으로 결합하는 특성을 가지고 있다. 이때 UV 광을 조사하면 EtBr이 흡수한 에너지가 DNA에 전달되어 붉은 오렌지색의 형광을 발산하게 된다. 이러한 형광 발광 특성...
참고 자료
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