구강세포 genomic DNA를 추출, PCR을 통해 염색체 다형성관찰

소개글

구강세포 genomic DNA를 추출, PCR을 통해 염색체 다형성관찰에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. Introduction
<<Polymerase Chain Reaction의 원리>>

2. Materials & Methods
(1) 구강상피세포로부터 genomic DNA 추출
(2) PCR 반응

3. Results & discussion

4. References

본문내용

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   PCR (Polymerase chain reaction)은 DNA의 양쪽 가닥을 주형으로 하여 동시에 primer extension을 일으킴으로써 primer annealing site 사이의 특정 염기서열을 증폭하는 방법이다. 이때 사용되는 polymerase는 초기에는 대장균의 Klenow가 사용되었지만 Thermus aquaticus와 같이 고온에서 번식하는 세균의 DNA polymerase가 사용되면서 반응의 specificity 및 효율이 크게 향상되어 PCR이 널리 이용되는데 결정적인 기여를 하였다. PCR 반응에는 4가지의 deoxyribonucleotides, 2가지의 primer, DNA polymerase, template DNA, 그리고 Mg2+이 들어있는 reaction buffer가 필요하다. 우선 94℃에서 template를 denaturation 시킨 다음 온도를 낮추어 template DNA와 primer간에 annealing이 일어나게 한다. Annealing temperature는 primer의 길이와 염기 조성에 따라 다른데, 대략 55℃ 내외가 일반적이다. Annealing 다음에는 Taq DNA polymerase의 최적 활성 온도인 72-74℃에서 DNA 합성을 일어나게 한다. 이상의 cycle을 20번 반복하면 두 primer 사이의 DNA fragment의 수가 기하급수적으로 증가하여 220 (1,048,576)배로 늘어나게 된다.
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  DNA의 양쪽 가닥을 Template로 하여 원하는 DNA를 증폭시키는 방법으로 Genomic DNA로부터 원하는 DNA 부분을 선택적으로 증폭시켜 Agarose gel 또는 Polyacrylamide gel을 이용하여 Band를 확인하게 된다. 여기에는 (1) DNA denaturation (2) Annealing (Primer의 결합) (3) Extension (DNA 합성)과 같은 세 단계의 과정이 필요하다. Double strand로 되어 있는 Template를 고온(95도)에서 Denaturation시키고, 변성된 Single stranded DNA에 Primer를 낮은 온도(50-65도)에서 결합 시킨 뒤(Annealing), 72-75도에서 Polymerase가 Primer로부터 DNA를 합성하는 세가지 단계를 반복적으로 기계를 이용하여 시행함으로써 증폭된 DNA를 얻게 된다. 이 때 사용되는 Polymerase는 고온에서 번식하는 Taq (Thermus aquaticus)와 같은 세균의 DNA polymerase를 이용한다.
이러한 중합 효소 연쇄 반응은 암과 관련된 Virus나 Pathogen의 검출, Human Genome Project에서 염기 서열 분석이나 유전자 지도를 만드는 Human Genetics, 멸종된 과거생물의 유전적 구성을 분석하는 Evolutionary Biology, 친자 감별이나 법의학적 용도인 Genetic Fingerprinting등에 응용할 수 있다.
또한 PCR 방법을 기준으로 RT-PCR, PCR for DNA sequencing, SSCP(Single strand conformation polymorphism), RACE(Rapid amplification of cDNA ends), In situ PCR, Differential
이번 실험에서는 PCR을 이용하여 사람의 8번 염색체에 있는 Alu sequence를 증폭시키고자 한다. 사람 개개인의 DNA에는 염기서열이 매우 유사하며 사본수가 많은 서열이 존재한다. 이러한 sequence들은 개인적인 차이를 보이므로 개인별 다형성(polymorphism)을 확인할 수 있어서 유전질병의 분석, 범인의 추적, 친자확인 등에 쓰이고 있고 그 대표적인 예가 Alu elements이다. 이들 중 일부는 비교적 최근인 백만 년 이내에 삽입된 것도 있는데 그중 하나가 TPA-25라는 것으로서 특정 유전자의 intron 내에 삽입되어 있다. 따라서 TPA-25가 삽입되어 있는 염색체는 400 bp, 삽입되어 있지 않으면 100bp의 DNA 절편이 증폭된다.

키워드

PCR,   DNA 증폭,   염색체 다형성,   Taq Polymerase,   겔 전기영동