플라스미드 DNA 정제 및 순도 분석

본 내용은 " [세포생물학및실험] Plasmid purification (A+) " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2025.06.17

문서 내 토픽

• 1. 플라스미드 DNA 정제 원리

  플라스미드 DNA는 세균 내 원형 DNA로, gDNA와의 구조적 안정성 차이를 이용하여 정제된다. 알칼리 조건(pH 12.0~12.5)에서 gDNA는 이중나선이 풀려 변성되지만, 플라스미드는 원형 구조로 안정적이다. SDS와 NaOH를 사용하여 세포를 용해시키고, 아세트산칼륨으로 중성화하면 변성된 gDNA는 침전되고 플라스미드는 상등액에 남는다. 원심분리와 에탄올 침전법을 통해 불순물을 제거하고 플라스미드를 선택적으로 분리한다.

• 2. NanoDrop 분광광도법을 이용한 DNA 농도 측정

  NanoDrop은 UV 흡광도를 통해 핵산 농도를 측정하는 장비로, Beer-Lambert 법칙(A=εcl)에 기반한다. DNA는 260nm 파장에서 특이적으로 강한 흡광 특성을 가지며, 흡광도는 시료 농도에 비례한다. 1~2μL의 극소량 시료만으로 측정 가능하며, 자동으로 광로 길이를 조절하여 고농도와 저농도 모두 정확하게 분석할 수 있다. 단백질, 페놀, 탄수화물 등 UV 흡수 오염물질이 있으면 측정 결과에 영향을 줄 수 있다.

• 3. DNA 순도 평가 지표 (A260/A280, A260/A230)

  DNA 순도는 UV 흡광도 비율로 평가된다. A260/A280 비율은 단백질 오염 여부를 나타내며, 1.8~2.0 범위일 때 순도가 양호하다. A260/A230 비율은 유기 화합물과 염류 오염을 나타내는 지표로, 1.5 이상이 이상적이다. 본 실험에서는 A260/A280이 1.829, A260/A230이 1.620으로 측정되어 전반적으로 양호하나 일부 염류 잔존 가능성이 확인되었다.

• 4. 핵산의 구조와 특성

  핵산은 뉴클레오타이드로 구성된 유전물질로, DNA와 RNA로 존재한다. DNA는 디옥시리보스를 포함하며 아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민으로 구성되고, 인산디에스테르 결합으로 연결된 이중나선 구조를 형성한다. RNA는 티민 대신 유라실을 포함하고 단일 가닥 구조를 가진다. DNA는 gDNA, cDNA, 플라스미드 DNA로 구분되며, 각각 다른 특성과 용도를 가진다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 플라스미드 DNA 정제 원리

  플라스미드 DNA 정제는 분자생물학 연구의 기초가 되는 중요한 기술입니다. 알칼리 용해법과 중성화 침전을 통한 고전적 방법부터 현대의 컬럼 기반 정제법까지 다양한 원리가 존재합니다. 플라스미드는 게놈 DNA와 다른 밀도를 가지므로 세슘 클로라이드 밀도 구배 원심분리로 효과적으로 분리됩니다. 또한 플라스미드의 슈퍼코일 형태가 선형 DNA보다 더 조밀하다는 특성을 이용한 정제도 가능합니다. 현재는 실리카 겔 컬럼을 이용한 방법이 빠르고 효율적이어서 널리 사용되고 있으며, 정제 원리를 이해하는 것은 고품질의 플라스미드 DNA를 얻기 위해 필수적입니다.

• 2. NanoDrop 분광광도법을 이용한 DNA 농도 측정

  NanoDrop 분광광도법은 소량의 DNA 샘플로도 빠르고 정확하게 농도를 측정할 수 있는 혁신적인 기술입니다. 마이크로리터 단위의 극소량 샘플만으로도 측정이 가능하여 귀중한 샘플의 손실을 최소화할 수 있습니다. 260nm 파장에서의 흡광도를 측정하여 Beer-Lambert 법칙을 적용함으로써 DNA 농도를 계산합니다. 이 방법은 전통적인 분광광도법보다 빠르고 편리하며, 실시간으로 결과를 얻을 수 있다는 장점이 있습니다. 다만 단백질이나 다른 오염물질의 영향을 받을 수 있으므로 순도 평가와 함께 고려해야 합니다.

• 3. DNA 순도 평가 지표 (A260/A280, A260/A230)

  DNA 순도 평가는 정제된 DNA의 품질을 판단하는 데 매우 중요한 지표입니다. A260/A280 비율은 단백질 오염을 평가하는 데 사용되며, 순수한 DNA는 1.8 정도의 값을 나타냅니다. 1.8 이상이면 단백질 오염이 적다는 의미이고, 1.8 이하면 페놀이나 단백질 오염이 있음을 시사합니다. A260/A230 비율은 카르보하이드레이트, 페놀, 염 등의 오염을 평가하며, 순수한 DNA는 2.0~2.2의 값을 보입니다. 이 두 지표를 함께 고려하면 DNA의 순도를 종합적으로 평가할 수 있으며, 후속 실험의 성공 여부를 예측하는 데 도움이 됩니다.

• 4. 핵산의 구조와 특성

  핵산은 생명체의 유전정보를 저장하고 전달하는 생체고분자로서 DNA와 RNA 두 가지 형태로 존재합니다. 핵산은 인산기, 오탄당, 질소 염기로 구성된 뉴클레오타이드의 중합체이며, 이들이 포스포디에스터 결합으로 연결되어 있습니다. DNA는 이중나선 구조를 가지며 상대적으로 안정적이고, RNA는 단일가닥 구조로 더 불안정합니다. 핵산의 특성 중 260nm에서의 강한 자외선 흡수는 질소 염기의 방향족 고리 때문이며, 이는 농도 측정의 기초가 됩니다. 또한 핵산은 pH, 온도, 염 농도 등의 환경 조건에 따라 구조와 안정성이 변하는 특성을 가지고 있습니다.