유전자: 구조, 복제, 그리고 돌연변이

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유전자: 구조, 복제, 그리고 돌연변이에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1 유전자: 구조, 복제, 그리고 돌연변이
1.1 유전물질로서의 DNA
♣그리피스의 형질전환 실험
♣에리브리의 실험
♣허쉬-체이스 실험
1.2 핵산의 구조
(1)DNA의 구조
(2)RNA구조
(3)세포내에서 DNA의 구조
1.3 DNA복제
(1) DNA 합성양상
♣양방향성 복제(고리형 세균의 복제)
♣회전환 복제기작 (바이러스의 복제)
♣진핵 DNA의 복제
1.4 유전자암호
1.5 유전자구조
1.6 돌연변이와 화학적 기본원리
1.7 돌연변이의 검출과 분리
1.8 DNA수선

본문내용

을 이용!
- 복제평판을 사용해 리신 영양요구체를 분리하는 방법
- 대장균에 돌연변이 유발물질 처리 후(돌연변이 확률을 증가시킴) 돌연변이 생성시킴
- 완전배지에 접종하고 배양한다. 야생형과 돌연변이 모두 집락을 형성한다.
- 집락이 생성되면 멸균된 벨벳조각으로 세균을 찍어서 한쪽은 완전배지에 묻히고 한쪽은 리신이 없는 배지에 묻힌다.
- 완전배지에서는 모든 콜로니가 다 자라지만, 리신이 없는 배지에서는 리신영양요구체 돌연변이들은 안나타난다.
- 두 배지를 비교해서 리신영양요구체 돌연변이의 위치를 알아낸 후 그것만 찾아서 배양한다.
(2) 돌연변이의 선별
♣ 저항성 선별방법
- 야생형 세포는 바이러스의 공격이나 항생제에 저항성이 없다.
- 이들물질에 들어있는 배지에서 세균을 배양해 살아나는 개체를 검사하면 된다.
♣ 기질사용 돌연변이
- 배양균을 대체 탄소원을 가진 배지에 접종한다
- 대체기질을 사용하는 집락체만 살아남을 수 있고, 이들은 아마도 돌연변이
(3) 발암성 테스트
♣ 에임스테스트
- 발암물질의 검사에 가장널리 사용
- (변이체 -> 정상)
- Lys -> Lys 로 바뀌는 이것자체로 복귀 돌연변이를 추적 (복귀돌연변이 자체는 발암성 물질이다.)
- 히스티딘 생합성 오페론에 다양한 돌연변이를 가진 특수한 살모넬라 균주를 사용해, 역돌연변이는 분석하는 방법
- 분석법의 감지도를 높이기 위해 균주는 DNA수선을 수행할 능력이 없고, 오류가 잘 일어나도록 촉진하는 플라스미드 유전자를 지니고있다.
- ① 히스티딘 영양요구체(his-) 살모넬라를 배양한다.
- ② 이 배양한 것을 한쪽은 소량의 히스티딘이 첨가된 완전배지에 배양한다.
- ③ 다른 한쪽은 테스트 돌연변이 유발물질과 소량의 히스티딘이 첨가된 배지에 배양한다.
- ④ 37도씨에서 2~3일간 배양한다.
- ⑤ 소량의 히스티딘이 첨가된 완전배지에서는 자연적 복귀 돌연변이체가 생성된다.
- ⑥ 테스트 돌연변이 유발물질이 추가적으로 첨가된 배지에서는 돌연변이 유발물질에 의해 유발된 복귀 돌연변이체가 더 생성되었기 때문에 무지 많은 돌연변이가 생성된다.
- ⑦ 대조구와 비교하면, 돌연변이 유발정도를 측정할 수 있다.
- 살모넬라의 테스터 균주를 테스트하고자 하는 물질을 함유하는 배지에 접종하고 집락체가 생성되는지의 여부를 검사한다.
- 잠재적 돌연변이 유발물질의 존재하에 DNA복제가 일어나도록 약간의 히스티딘이 첨가된 한천에서 세균과 테스트물질을 섞는다. (세균+테스트물질)
- 37도씨에서 2~3일간 배양한다.
- 히스티딘이 고갈되기까지 처음 몇시간동안 모든 히스티딘 영양요구체가 생장할 수 있다.
- 히스티딘의 공급 멈추면 히스티딘을 생합성할 수 있는 능력을 회복한 복귀돌연변이체들만 자란다.
- 집락체의 수를 세고, 대조구와 비교하면, 돌연변이 유발정도를 측정할 수 있다.
♣ 아플라톡신
- 잠재적인 발아물질: 간에서 변형되기 전에는 발암성을 띄지 않는다.
- 간의 해독작용: 간을 통과하면 발암성 물질이 됨. 하지만 실험할때는 발암성 물질인지 모름.
- 추출액의 첨가로 어떤 것이 몸속에 들어오면 더 활성화되는 발암성 물질인지 알 수 있음.
11.8 DNA수선
(1) 절제수선
♣ 절제수선
- 이중나선에 뒤틀림이 있는 상해를 교정하는 수선시스템
- 수선 핵산내분해효소(엔도뉴클레이즈)는 손상부위 양옆의 염기와 손상된 염기를 제거(12염기정도를 제거)
- 그 결과 생긴 12뉴클레오티드 길이의 단일가닥 구간은 DNA중합효소 1에 의해 (gap)채워지고 DNA연결효소가 조각을 연결한다.
- 절제수선은 티민이량체를 제거할수있고, DNA에 뒤틀림이 있는 어떤종류의 상해도 수선.
♣ 당의 인산골격은 온전하게 있고 염기만 제거된 탈퓨린 또는 탈피리미딘 자리(AP site)가 있는 DNA의 특정부위를 수선하는 방법
- AP핵산내분해효소가 이 부위 인식하고, 골격을 자르면 짧은길이의 뉴클레오티드의 절제와 함께 절제수선이 시작됨
♣ DNA 당첨가효소를 사용하는 방법
- T가 들어갈 자리에 U가 들어갔으면 U를 제거시킴
- 이 효소가 상해된 염기를 제거하여 AP site를 만들면 위에서와 같은 수선이 시작됨
(2) 손상부위의 제거
♣ 광재활성화
- 가시광선(400nm의 가시광선)이 광분해효소와 함께 광화학반응으로 티민 이량체를 분리하는 수선법
- 핵산을 제거하거나 대체하지 않으므로 오류의 가능성이 없다.
♣알킬화에 의한 손상이 직접적으로 수선되기도 함
- 구아닌의 O-6위치에 첨부된 메틸(CH2-CH2-CH3) 또는 다른 알킬그룹이 알킬전이효소 또는 메틸구아닌 메틸전이효소의 도움으로 제거할 수 있다.
(3) 복제후 수선
♣ 미스매체 수선시스템
- 잘못 짝지어진 염기와 다른 오류를 검출, 수선(A-T, C-G가 아닌것!!)
- 미스매체 교정효소: 새로합성된 DNA 에서 잘못된 쌍이 없는지를 검색하여 잘못 짝지어진 쌍에서 새로합성된 쪽의 DNA를 제거함
- DNA중합효소는 절제된 핵산을 대체하고 마지막 닉은 연결효소로 연결됨
♣ DNA메틸화
- 성공적인 복제후 수선은 기존의 가닥과 새로 합성된 DNA가닥을 구별하는 효소에 달려있음: 이 구별은 염기의 메틸그룹(CH3)의 유무로 알 수 있음
- 오래된 DNA 양가닥의 염기는 메틸그룹이 있지만, 새로합성된 가닥의 염기엔 메틸그룹이 없다.
(4) 재조합 수선
♣ 재조합 수선
- 재조합 수선으로 주형이 없이 손상된 DNA가 수선된다.
- 이러한 상태는 염기쌍 양쪽이 모두 소실, 손상된 경우나, 반대편에 공백이 있는 경우다.
- recA 단백질: 정상적인 DNA(자매염색분체)를 잘라서 단절된 부위(gap)에 삽입하거나 손상된 가닥을 대체하는데 사용함
♣ SOS수선
- recA 단백질이 관여
- DNA손상이 지나치게 크면 합성이 완전히 멈추고 거대한 공백이 많이 남음
- recA 는 이 공백에 결합하여 가닥의 교환을 개시함
- recA 활성화되는 동시에 lexA억제자 단백질을 파괴함(lexA에 의해 컨트롤 됐던것이 다 풀림)
- 이러한 효소들이 많이 생성되고 복제와 수선과정을 촉진시킴
- 심한손상을 빠르게 수선하지만 오류가 많아 돌연변이를 생성한다.(DNA복제가 되지않는 것 보다는 나음)

키워드

유전자,   유전자구조,   복제,   돌연변이,   그리피스,   에이브리,   핵산