Mini-prep 및 전기영동을 통한 Plasmid DNA 추출
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Mini-prep 및 전기영동
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2025.03.02
문서 내 토픽
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1. Alkaline LysisAlkaline lysis는 pH 변화를 이용하여 대장균에서 plasmid DNA를 추출하는 화학적 방법입니다. 세포벽과 세포막을 파괴한 후 염색체 DNA와 plasmid DNA를 크기 차이에 따라 분리합니다. 4가지 buffer(Solution 1-4)를 순차적으로 사용하여 plasmid DNA를 정제합니다. Solution 1은 세포벽 파괴와 RNA 분해를 촉진하고, Solution 2는 세포막을 깨며, Solution 3은 pH를 중화하여 plasmid DNA만 원래 형태로 복구되도록 하며, Solution 4는 에탄올로 불순물을 제거합니다.
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2. Plasmid DNA 형태와 전기영동Plasmid DNA는 세 가지 형태로 존재합니다. Super-coiled(closed-circular)는 DNA 가닥이 꼬여 가장 뭉친 상태로 전기영동에서 가장 빠르게 이동합니다. Linear는 두 가닥이 모두 끊어진 선형 구조로 중간 속도로 이동합니다. Nicked(open-circular)는 한쪽 가닥만 끊긴 구조로 가장 느리게 이동합니다. Agarose gel 통과 면적에 따라 이동 속도가 결정되므로 각 형태를 구별할 수 있습니다.
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3. Buffer 조성 및 역할Solution 1(Resuspension buffer)은 Tris-Cl, Glucose, EDTA, RNase로 구성되어 pH 유지, 삼투압 조절, 세포벽 약화, RNA 분해를 담당합니다. Solution 2(Lysis buffer)는 SDS와 NaOH로 구성되어 세포막 구조 파괴와 DNA 변성을 일으킵니다. Solution 3(Neutralization buffer)는 Potassium acetate와 Acetic acid로 pH를 중화하여 plasmid DNA는 원래 형태로 복구되고 genomic DNA는 복구되지 않도록 합니다. Solution 1은 RNase 활성 유지를 위해 얼음에 보관합니다.
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4. 전기영동 실험 방법1% Agarose gel을 0.5X TAE buffer로 채운 전기영동 tank에서 실험을 진행합니다. 첫 번째 well에 1Kbp DNA Ladder Marker를 로딩하고, 나머지 well에 plasmid DNA sample과 6X loading dye를 혼합하여 주입합니다. 30분 동안 전기영동을 진행한 후 EtBr로 5분간 염색하고 D.W.로 10분간 탈색한 후 UV 투영기로 DNA를 검출합니다.
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1. Alkaline LysisAlkaline lysis is a fundamental technique in molecular biology for extracting plasmid DNA from bacterial cells. The method exploits the differential denaturation properties of chromosomal and plasmid DNA under alkaline conditions. When cells are treated with alkaline solution, chromosomal DNA denatures and becomes fragmented due to its large size and nicked circular structure, while supercoiled plasmid DNA remains relatively intact. Upon neutralization, chromosomal DNA precipitates while plasmid DNA renatures properly. This technique is elegant and cost-effective, making it essential for plasmid purification. However, the process requires careful pH control and timing to avoid damaging the plasmid. The method's simplicity and reliability have made it a standard procedure in laboratories worldwide for decades.
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2. Plasmid DNA 형태와 전기영동Plasmid DNA exists in multiple topological forms including supercoiled, relaxed circular, and linear configurations, each exhibiting distinct migration patterns during electrophoresis. Supercoiled plasmids migrate fastest due to their compact structure, while relaxed circular forms migrate slower, and linear forms migrate at intermediate speeds. Understanding these different forms is crucial for interpreting electrophoresis results accurately. The presence of multiple bands representing different topological forms can indicate DNA damage, nicking, or incomplete digestion. This characteristic makes electrophoresis not only a separation technique but also a diagnostic tool for assessing DNA quality and integrity. Proper interpretation of these patterns is essential for quality control in molecular cloning and plasmid preparation experiments.
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3. Buffer 조성 및 역할Buffers play a critical role in molecular biology experiments by maintaining optimal pH and ionic strength for enzymatic reactions and DNA stability. In plasmid extraction and electrophoresis, buffers like TE buffer (Tris-EDTA) protect DNA from degradation by chelating metal ions and maintaining appropriate pH. The buffer composition directly affects DNA solubility, protein precipitation, and enzyme activity. Different buffers are optimized for specific applications: lysis buffers facilitate cell disruption, wash buffers remove contaminants, and running buffers in electrophoresis conduct electrical current while maintaining DNA integrity. Improper buffer composition can lead to DNA degradation, incomplete reactions, or poor separation results. Understanding buffer chemistry and selecting appropriate buffers for each step is fundamental to successful molecular biology protocols.
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4. 전기영동 실험 방법Gel electrophoresis is a powerful and versatile technique for separating DNA molecules based on size and charge. The method involves applying an electric field to move negatively charged DNA through a gel matrix, where smaller molecules migrate faster than larger ones. Agarose gel electrophoresis is particularly useful for plasmid analysis due to its ability to resolve different topological forms and detect contamination. Proper experimental technique requires careful attention to gel preparation, buffer conditions, sample loading, and voltage application. The visualization of DNA using fluorescent dyes like ethidium bromide or safer alternatives allows for assessment of DNA quantity and quality. Electrophoresis results provide valuable information about plasmid integrity, successful cloning, and contamination levels, making it an indispensable tool in molecular biology laboratories.
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일반생물학실험 REPORT_Plasmid mini-prep1. 플라스미드 플라스미드는 세균을 비롯해 많은 생물들이 염색체 외에 추가로 갖고 있는 DNA 조각으로 크기가 상대적으로 작고 스스로 복제할 수 있는 능력이 있어 클로닝할 때 유용한 벡터로 활용되고 있다. 숙주의 성장과 생식과정에 필수적이지는 않지만 종류에 따라 항생물질 등에 대한 저항성 유전자, 접합에 관여하는 유전자, 새로운 대사를 가능하게 하는 유전자...2025.05.10 · 자연과학
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플라스미드 정제 및 전기영동 분석 실험1. 플라스미드 정제 (Plasmid Preparation) 세균의 유전체 DNA와 구별하여 플라스미드 DNA를 정제하는 실험이다. Mini-prep 방법을 사용하여 E.coli 배양액에서 플라스미드를 추출한다. 과정은 원심분리, 세포 현탁, 용해, 중화, 스핀 컬럼을 이용한 정제, 에탄올 세척, 용출 단계로 구성된다. 각 단계에서 특정 버퍼와 시약을 사용...2025.11.17 · 자연과학
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[기기분석실험] Ultracentrifuge를 이용한 plasmid DNA prep 10페이지
[바이오기기분석실험]Ultracentrifugation(초원심분리)강의명 : 바이오기기분석실험실험 날짜 : 2021/10/20, 10/27, 11/3Ⅰ. Introduction- Experimental purpose원심분리의 일반적 원리와 초원심분리기를 이용한 등밀도 원심분리에 대해 이해한다. 초원심분리를 위한 박테리아 샘플을 준비하고, plasmid DNA maxi-prep과 CsCl-EtBr equilibrium ultracentrifugation을 수행한다.- Experimental Theory1. PlasmidPlasmid는...2025.03.16· 10페이지 -
서강대학교 현생실2 E.coli의 TA Cloning, Transformation과 Mini-prep을 통한 Plasmid DNA추출과 제한효소처리 후 젤 전기용동을 통한 Enzyme cut 15페이지
E.coli의 TA Cloning, transformation과 Mini-prep을 통한 Plasmid DNA추출과 제한효소처리 후젤 전기영동을 통한 Enzyme cutAbstract이번 실험에서는 E.coli strain중 하나인 DH5a Cell을 TA cloning과 형질전환을 통해 얻어진 Sample에서 얻은 Plasmid DNA를 Mini-prep 처리해 얻어진 정제된 plasmid DNA를 제한효소 처리하여 절단한 뒤, 젤 전기 영동을 통해 Vector DNA와 Insert DNA를 분리하는 실험을 진행했다. TA clo...2022.09.05· 15페이지 -
유전학, 생명공학, 세균 DNA의 분리 리포트 (유전자 클로닝과 DNA 분석) 8페이지
실험보고서Experiment Report교과목명유전학실험제목세균 DNA의 분리제출월일담당교수제출자성명:학과:학년:학번:Ⅰ. 실험목적대장균으로부터 플라스미드를 직접 분리·정제하고, 그 원리와 절차를 이해하는 것이다. 알칼리 용해(alkaline lysis) 기반의 플라스미드 추출 방법과 그 작동 원리를 학습하며, 분광 광도계를 이용하여 추출된 플라스미드 DNA의 농도 및 순도를 측정한다. 또한 전기 영동을 수행하여 분리된 플라스미드 DNA의 존재를 확인하고, 전기 영동의 원리 및 결과 해석 방법을 익힌다.Ⅱ. 배경지식Plasmid p...2025.12.18· 8페이지 -
생화학및분자생물학실험 Plasmid miniprep / DNA electrophoresis / Transformation 예비보고서 8페이지
Plasmid miniprep / DNA electrophoresis / Transformation예비보고서실험 목적Plasmid mini prep kit를 이용해서 E.coli로부터 DNA를 분리하여 정량 해보고 Agarose gel electrophoresis를 통해 확인한다.얻어진 DNA와 Protein Expression용 Competent cell을 이용하여 Transformation한다.이론Electrophoresis: 콜로이드 용액 속에 전극을 넣고 직류 전압을 가했을 때 콜로이드 입자가 어느 한쪽의 전극을 향해서 이동...2021.06.08· 8페이지 -
plasmid DNA purification 예비보고서 6페이지
실험제목실험2. Plasmid DNA Purification실험날짜학번이름Ⅰ. 실험목적Plascmid DNA의 구조적 특징을 이해하고, Alkaline lysis를 이용하여 Plasmid DNA를 Purification할 수 있다.Ⅱ. 실험원리? Plasmid세균 등의 원핵생물에서 발견되는 작은 원형의 이중 가닥 DNA 분자이다. 염색체 DNA와는 독립적으로존재하며 복제될 수 있다. 일반적으로 plasmid는 항생제 저항성 유전자나 특정 단백질을 발현할 수 있는유전자를 포함하고 있어 유전자 클로닝, 형질전환, 단백질 발현 연구 등에...2025.04.03· 6페이지
