[식품미생물학] 미생물이 유전물질을 교환하는 방법에 대해

소개글

[식품미생물학] 미생물이 유전물질을 교환하는 방법에 대해에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 본 론

1. 미생물이란

2. 미생물의 특성

3. 유전자 재조합(Recombination DNA)
1) 유전자재조합의 기술
2) 제한효소(制限酵素)
3) 식품 내의 DNA
4) 호모폴리머 테일링
5) 고등생물
6) 자연적인 미생물의 competence

4. 유전자 재조합(Recombination DNA)의 방법
1) 형질변환(transformation)
(1) 자연적인 형질전환
(2) 이종 간의 유전자 전이 현상
2) 형질도입(specialized transduction)
3) 접합(Conjugation)

Ⅲ. 결 론

참고문헌

본문내용

담배, 페튜니아, 토마토, 감자 등 쌍자엽 식물은 비교적 쉽게 재분화되지만 벼, 밀, 보리 등 단자엽 식물들은 품종에 따라 재분화가 성공되기는 하였으나 보편화되지는 못하였다. 그러나 최근 전기충격법 혹은 폴리에틸렌글리콜(PEG) 시약처리로 형질전환된 벼 및 밀의 원형질체를 완전식물로 재분화시키는데 성공하여 곡류에 유용형질을 도입시키는데 중요한 전기가 마련되었다.
(1) 자연적인 형질전환
Graham과 Istock가 살균된 토양에 존재하는 B. subtilis에서 자연적인 유전자의 교환 현상을 관찰한 후에 여러 자연 환경에서 이루어지는 자연적인 형질전환에 대한 연구가 진행되고 있다. 여러 미생물 중에서 A. vinelandii와 Pseudomonas stutzeri에 관한 연구가 많이 되어 있다. A. vinelandii의 경우는 중성 pH에서 0.5 - 1 mM 정도의 Ca2+가 존재할 경우 competence 형태의 세포가 될 수 있다는 보고가 있고 Pseudomonas stutzeri의 경우도 agar plate 내에 토양액을 첨가할 경우 질소와 인만 부족하면 competence 세포로 전환될 수 있다고 알려졌다. 이러한 사실을 종합해 보면 토양의 경우 미생물의 competence를 강하게 제약할 수 있는 물질을 포함하고 있지는 않다고 결론지을 수 있다.
(2) 이종 간의 유전자 전이 현상
진핵생물과 원핵생물간의 유전자 전이 현상에 대한 실험적인 증거는 아직 체계적으로 밝혀져 있지는 않다. 하지만 유전자의 염기서열이나 단백질의 아미노산 서열의 상동성에 근거하여 수평적 의미의 유전자 전이에 관한 유추를 해 볼 수는 있다.
2) 형질도입(specialized transduction)
박테리오파지(bacteriophage)에 의해 파지의 유전형질이 숙주세포에 전달되는 방법이다.
형질도입은 일반 형질도입(generalized transduction)과 특수 형질도입(specialized transduction)으로 구분된다.
일반 형질도입(generalized transduction)이란 가장 보편적인 형태의 형질도입으로서 숙주세포가 감염되어 DNA가 많은 수의 조각으로 분리되고 그 중 일부 DNA 단편이 파지입자 안으로 들어간 경우이다. 이러한 결함이 있는 파지입자는 또 다른 세포를 감염시킬 때 자신이 가지고 있던 그 전 세포의 DNA 일부를 세포 내부로 주입하는데, 주입된 DNA는 원래의 DNA와 재조합될 수 있다.
특수 형질도입(specialized transduction)은 우선 파지가 세포를 감염시킨 후 숙주세포 염색체의 특정 부위에 파지의 DNA를 편입(incorporation)하여 잠재세포(lysogenic) 과정을 거친다. 그 후 용혈과정(lytic cycle)에서 파지 DNA는 다시 세포 DNA와 분리되는데 이때 부정확한 절단으로 인하여 파지는 세포 DNA의 일부를 취하게 된다. 이러한 파지는 또 다른 세포를 감염하는 과정에서 그 전 세포 DNA의 일부를 다른 세포로 전달하게 된다. 유전자의 전달 빈도는 이것의 편입(incorporation) 위치로부터의 거리와 관계가 있다.
3) 접합(Conjugation)
세포간 직접 접촉에 의해 DNA가 전달되는 현상이다.
에피좀(episome)은 염색체와 함께, 또는 별도로 존재하는데 염색체 외부에 존재할 때는 플라스미드와 같은 기능을 갖는다. 이들 중 잘 알려진 것이 F, 또는 생식인자(fertility factor)이며 접합(conjugation)에 관여한다.
원생동물 가운데 섬모충류는 두 개체가 일시적으로 융합하여 핵을 구성하는 물질이 이동하며, 세균과 몇 종류의 조류는 한 개체의 내용물의 일부 또는 전체가 다른 개체로 전달되며, 대부분의 곰팡이, 그리고 조류의 일부에서는 두 개체가 합쳐져서 하나의 개체가 형성된다. 어떤 생물의 집단에서 접합에 관여하는 개체를 교배형이라 한다. 각각의 교배형들은 크기·모양·운동성 등이 서로 비슷할 수도 있고 다를 수도 있다. 이들은 생리적 또는 유전적으로 조금씩 다른 특성을 가지고 있으므로 생물학자들은 이들을 '＋', '－' 기호를 사용하여 구분하고 이들이 2가지 이상의 형태로 존재할 때에는 알파벳 문자로 구분한다.
Ⅲ. 결 론
미생물의 측면에서 보았을 때 가장 중요한 것이 과연 외래 유전자를 받아드렸을 경우 어떠한 유리한 점이 있는가 하는 점이다. 경우에 따라서는 항생제 내성과 같이 selection에 유리한 측면을 보여줄 수 있으나 많은 경우에 유전적으로 불필요한 짐이 되는 경우도 많다. 또한 식품의 측면에서 보았을 경우는 식품가공 공정 중에 일어나는 DNA의 변형과 분해 그리고 식품 저장 중에 효소에 의한 DNA의 불안정성등을 고려하여야 하고 식품 내에 포함되어 있는 미생물들의 분포와 특성에 대하여서도 면밀한 검토가 필요할 것으로 생각된다.
유전자 전이 현상은 일반적으로 항생제 내성의 경우 접합에 의하여 많이 이루어지는 것으로 알려져 있다. 그러나 유전자재조합 식품의 경우는 접합에 의한 전이 보다는 자연적인 형질전환에 의한 유전자 전이의 가능성이 크다. 따라서 본 실험에서는 인위적으로 형질전환체를 만들지 않고 자연적인 형질전환을 기본으로 실험을 수행하였다. 또한 우리나라에서 가장 섭취하기 쉬운 식품인 전통발효 식품 된장을 시료로 사용하여 유전자재조합 식품에서 미생물로의 유전자 전이가 관찰될 수 있는 지에 대한 실험을 수행하였다.
참고문헌
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박테리아의 분자유전학, Larry Snyder 외 1명, 라이프사이언스, 2003, 2판
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최신 미생물학. 박석기외 5인. 신광문화사
대학 미생물학. 민경희외 2인. 탐구당

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