소개글
"제한효소지도 실험보고서"에 대한 내용입니다.
목차
1. Restriction Enzyme Mapping
1.1. 목적
1.2. 이론
1.2.1. Restriction Enzyme
1.2.2. Restriction Enzyme Map
1.2.3. Plasmid
1.2.4. DNA Gel Electrophoresis
1.3. 결과
1.4. 고찰
1.5. 참고문헌
2. Restriction Enzyme & Digestion 실험
2.1. 실험 제목
2.2. 실험 목적
2.3. 실험 이론
2.3.1. EcoRI
2.3.2. Agarose Gel Electrophoresis
2.4. 실험결과 및 고찰
2.5. 참고사항
3. 유전물질 전기영동
3.1. 실습보고서
3.2. 실험목적
3.3. 원리 및 이론
3.3.1. 시약에 대한 조사
3.3.2. 실험개요
3.3.3. 전기영동의 원리
3.3.4. Agarose Gel
3.3.5. Buffer의 특징
4. 참고 문헌
본문내용
1. Restriction Enzyme Mapping
1.1. 목적
제한효소 매핑 실험의 목적은 제한효소의 특성을 이해하고 전기 영동법을 이용하여 제한효소지도 작성을 해보는 것이다. 즉, 제한효소의 특성과 제한효소지도 작성 방법을 실험을 통해 익히는 것이 목적이다."
1.2. 이론
1.2.1. Restriction Enzyme
자연 상태에 있는 대부분의 DNA 분자들은 너무 커서 실험실에서 다루거나 분석하기가 쉽지 않다. 예를 들면, 염색체는 수천 개의 유전자를 가지고 있으며, 100Mb 이상의 긴 단일 DNA 분자이다. DNA에 존재하는 각각의 유전자나 각 부위를 연구하려면 커다란 세포 DNA를 다룰 수 있는 크기로 쪼개야 한다. 이때 제한효소를 사용한다.
제한효소는 특정한 염기서열을 인지하여 특정자리만 선택적으로 절단하는 핵산분해효소들이다. 대부분의 클로닝 벡터는 특별한 크기의 범위에 속하는 DNA 단편을 선호한다. 예를 들면, 플라스미드에 기초한 벡터는 8kb 이상의 길이인 DNA 분자를 클로닝하는 것은 비효율적이다.
분자생물학에 사용되는 제한효소들은 전형적으로 4-8bp의 짧은 표적서열을 인지하여 이 서열 내의 정해진 위치를 자른다. 널리 사용되는 제한효소인 EcoRI은 5'-GAATTC-3' 서열을 인지하여 자른다. 6개의 뉴클레오티드로 이루어진 서열은 확률적으로 4kb마다 한 번꼴로 존재할 것이다.
제한효소들은 인지서열의 특이성과 길이가 서로 다를 뿐만 아니라 특성이 다른 DNA 말단을 만든다. HpaI과 같은 제한효소들은 flush end를 만드는 반면, EcoRI, HindIII, PstI과 같은 제한효소들은 staggered end를 만든다. 이러한 말단들은 서로 상보성이라는 것을 주목해야 한다. 이런 특성은 DNA 클로닝에 유용하게 사용된다.자연 상태에 있는 DNA 분자는 실험실에서 다루기에는 너무 크기 때문에 제한효소를 사용하여 DNA를 적절한 크기로 잘라내어 연구할 수 있다. 제한효소는 특정 염기서열을 인식하고 그 부위를 절단하는 핵산분해효소이며, 전형적으로 4-8bp의 짧은 인식서열을 갖는다. 널리 사용되는 제한효소 EcoRI은 5'-GAATTC-3' 서열을 인지하여 절단한다. 제한효소는 DNA 말단의 형태에 따라 flush end와 staggered end를 만들어내며, 이러한 특성은 DNA 클로닝에 유용하게 사용된다. 따라서 제한효소는 DNA 조작에 필수적인 도구라고 할 수 있다."
1.2.2. Restriction Enzyme Map
제한효소 지도를 만들기 위해서는 일련의 제한 절단이 이루어져야 한다.""제한지도가 만들어져야만 특별히 필요한 절단 조작에 대한 정확한 제한효소를 선택할 수 있다."" 첫째, 각 제한효소에 의해 생성되는 단편의 수와 크기가 젤 전기영동에 의해 측정되어야 하고, 그 다음에 크기 표지인자와 비교해야 한다. 그 이후에 이러한 정보가 일련의 이중절단(double digestion)에 의해 보충되어져야 한다. 이중절단은 두 가지 제한효소로 동시에 DNA를 절단하는 것이다. 두 가지 효소가 비슷한 pH와 농도 등을 필요로 한다면, 한 단계로 이중절단을 행하는 것이 가능하다. 이와 달리 두 절단이 차례대로 수행되어야할 때는 첫 번째 절단이 일어난 후에 반응 혼합물을 조절함으로써 두번째 효소에 다른 조건을 줄 수 있다. 단일절단과 이중절단의 결과를 비교하여 많은 제한부위를 지도로 만들 수 있다. 부분절단(partial digestion)을 이용하여 애매한 문제를 해결할 수도 있는데, 이것은 DNA 분자에 한정된 수의 제한부위에서만 절단이 일어나는 조건하에서 이루어진다. 부분절단은 효소가 모든 제한부위를 절단할 시간을 갖지 않도록 하기 위해 항온시간을 짧게 하거나, 효소의 활성을 제한시키는 낮은 온도에서 항온시켜서 수행한다. 부분절단의 결과로 전기영동 젤에서 복잡한 띠 형태를 보인다. 총 절단에 위한 표준단편뿐만 아니라 다른 크기도 보여진다. 이것은 절단되지 않은 부위에 의한 두 개의 이웃한 제한단편을 포함한 분자들이다. 이들의 크기는 완전절단에서 제한단편이 절단되지 않은 분자에서 서로 이웃하는지를 알려준다."""
1.2.3. Plasmid
플라즈미드는 원형 DNA 분자이며 박테리아 세포 내에서 독립적으로 존재한다. 플라즈미드는 항상 하나, 혹은 그 이상의 유전자를 가지고 있으며, 이러한 유전자는 숙주 박테리아에서 나타나는 유용한 특성이다. 예를 들면, chloramphenicol이나 ampicillin같은 항생제의 독성농도에서 살 수 있는 능력은 항생제에 저항하는 유전자를 가진 플라즈미드가 박테리아에 존재하기 때문이다. 실험실에서 항생제 저항성은 종종 선별표식자(selectable marker)로 사용되며, 이것은 배양되는 박테리아가 특별한 플라즈미드를 포함하는지를 확인할 수 있다. 모든 플라즈미드는 복제 시작점 역할을 하는 DNA 염기배열을 적어도 하나는 가지고 있기 때문에, 박테리아 염색체와는 무관하게 세포 내에서 늘릴 수 있다. 더 작은 플라즈미드는 숙주세포의 DNA 복제효소를 이용하여 사본체를 만들지만 조금 큰 플라즈미드는 플라즈미드 복제에 필요한 특별한 효소의 유전자를 지니고 있다. 플라즈미드 중 어떤 것은 박테리아 염색체 내에 자신을 삽입시킴으로 복제할 수 있다. 이러한 삽입 플라즈미드, 혹은 에피솜(episome)은 수많은 세포분열 후에도 이런 형태로 유지가 되만, 어떤 단계에서는 독립적인 요소처럼 존재한다.
1.2.4. DNA Gel Electrophoresis
선형 DNA를 비활성 젤리와...
참고 자료
James D, Watson 외 5명, 양재섭 외 14명 역, 「왓슨 분자생물학 7판」, ㈜바이오사이언스, 2014, P62-63, 148-149
T.A. Brown, 이병무 외 3명 역, 「유전자 클로닝과 DNA 분석 7판」, 월드사이언스, 2017, P13-14, 58
https://www.snapgene.com/resources/plasmid-files/?set=basic_cloning_vectors&plasmid=pBluescript_KS(%2B)
식품과학기술대사전, 한국식품과학회, 광일문화사, 2008. 4.10
네이버 두산백과
생명과학대사전, 강영희, 도서출판 여초, 2008.
구글 위키백과
인터넷 홈페이지, NANOHELIX, http://www.nanohelix.co.kr/shop/main/index.php
산업응용미생물학, Michael J. Waites 외 3명, 라이프사이언스, 2006, 7, 5.
HIGH TOP 화학2 3권 화학반응 / 김봉래, 김득호 / 2003 / 두산동아 / 200p - 완충용액
화학 제 3 판 / 김윤수 / 1993 / 의학문화사 / 290 ~309 p - EtBr의 staining 원리, Agarose gel
기초 생화학 분자 수준의 생명 제 2판 2권 / Donald Voet Judith G. Voet Judith G. Voet Charlotte W.Prat / 2007 / 자유아카데미 / 26 ~ 29 P - 완충용액, pH측정
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