식물생리학실험레포트(A+) 식물 광합성 유전자 발현율 측정. 정량 효소중합연쇄반응(quantitative PCR) 수행, 상대적 유전자 발현양 측정, 환경요인에 따라 엽록체/ 세포내 유전자의 발현량의 차이 비교. Semi-quantitative PCR의 원리 및 장단점, 오염물질의 농도에 따른 광합성 유전자의 상대적인 발현율과 그 의미,

소개

"식물생리학실험레포트(A+)_식물 광합성 유전자 발현율 측정. 정량 효소중합연쇄반응(quantitative PCR) 수행, 상대적 유전자 발현양 측정, 환경요인에 따라 엽록체/ 세포내 유전자의 발현량의 차이 비교. Semi-quantitative PCR의 원리 및 장단점, 오염물질의 농도에 따른 광합성 유전자의 상대적인 발현율과 그 의미,"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목표

2. 실험 원리
2.1 식물세포의 광합성
2.2 엽록체(chloroplast)의 구조
2.3 광합성 기구의 조절과 복구
2.4 Real time PCR(리얼타임 피씨알)에 의한 정량분석의 원리

3. 실험 목적
3.1. 실험에 사용할 Semi-quantitative PCR의 원리

4. 실험 기구 및 시약

5. 실험 방법
5.1. 생물 처리실험(2.5일 소요)
5.2 Total RNA의 추출(3시간 소요)
5.3 Maxime RT PreMix Kit를 이용한 cDNA 합성(2시간)
5.4 Semi-quantitative PCR (semi-qPCR/ 2시간 실습)

6. 실험 결과 및 토의
6.1. 오염물질의 농도에 따른 광합성 유전자의 상대적인 발현율과 그 의미
6.2 semi-qPCR의 장단점

본문내용

1. 실험 목표
정량 효소중합연쇄반응(quantitative PCR)을 수행하고 상대적 유전자 발현양을 구함으로써 환경요인에 따라 엽록체 또는 세포내 유전자의 발현량의 차이를 비교할 수 있게 된다.

2. 실험 원리
2.1 식물세포의 광합성
광합성은 식물세포의 엽록체(chloroplast)에서 빛 에너지를 엽록소가 흡수하여 물을 분해하 고(명반응, light reaction) 이산화탄소를 환원시켜(암반응, dark reaction) 유기물질(sugar)을 얻고 산소를 방출하는 과정이다(그림 1). 광합성은 빛 에너지의 유입이 없이는 일어날 수 없 는 비자발적 과정이다. H2O로부터 비교적 약한 전자 수용체인 CO2로 전자를 이동하게 하 기 위하여 높은 에너지 준위를 가진 빛 에너지를 필요로 하기 때문이다. 모든 과정은 외부 환경의 변화나 유전적인 요인 등에 의하여 그 활성이 조절된다.

2.2 엽록체(chloroplast)의 구조

엽록체는 원반형이며, 외막과 내막의 이중막으로 싸여 있고, 그 안은 그라나(grana)와 스트로마(stroma)로 구성되어 있다(그림 2).

① 그라나: 동전처럼 생긴 여러 개의 틸라코이드(thylakoid)가 차곡차곡 포개져 있는 라멜라 (lamellae) 구조로 되어 있다. 틸라코이드 속에는 명반응에 관여하는 엽록소(엽록소, 카로티 노이드, 크산토필 등)가 들어 있고, 이들은 틸라코이드 막에서 단백질과의 비공유결합 상태 로 존재한다. 이를 엽록소- 단백질 복합체 (chlorophyll- protein complex: CP 복합체)라 부른다.

② 스트로마: 엽록체에서 그라나 이외의 기질 부분을 말하며, 암반응에 관여하는 효소가 많이들어 있다. 효소 이외에 DNA와 리보솜이 있고 이들이 엽록체의 증식에 필요한 DNA와 단백질을 일부 합성한다.

참고자료

· 이민아, 곽야옥, 비티타, 기장서 (2015) 정량 PCR 기법을 이용하여 녹조류 반달말의 생태독성유전학 연
· 구를 위한 유전자 발현 및 표준유전자 평가. Min-Ah Lee, Ruoyu Guo, Vinitha Ebenezer, Jang-Seu Ki
· (2015) Evaluation and selection of reference genes for ecotoxicogenomic study of the green alga
· Closterium ehrenbergii using quantitative real-time PCR. Ecotoxicology. 24(4): 863-872.
· Lincoln T. and Eduardo Z. 2010. Plant Physiology. Sinauer Associate Inc.