지식참고자료

[태그:] DNA denaturation

  • [일반생물학실험]혈액에서 DNA 추출

    목차

    1. 실험 목적
    2. 실험 이론 및 원리
    3. 실험 기구 및 시약
    4. 실험 방법
    5. 실험 결과
    6. 토의 사항

    본문내용

    1. 실험 목적
    1.1. 혈액에서 DNA를 추출한다
    1.2. 중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction; PCR) 산물을 만든다.
    1.3. 추출한 DNA의 PCR결과를 전기영동을 통해 확인한다.

    2. 실험 이론 및 원리
    2.1. PCR
    DNA 사슬 중에서 목적하는 일부분만을 대량으로 증폭시키는 방법으로 뮬리스에 의해 고안된 방법이다. 처음에는 대장균에서 분리한 DNA 중합효소 I을 사용하였으므로 사이클이 지날 때마다 효소를 첨가해야 하는 불편 때문에 널리 이용되지 않았으나 사이키가 높은 온도에서도 그 활성이 없어지지 않는 Taq DNA 중합효소를 발견한 후 실험방법이 보편화되었다.

    2.2. PCR 원리와 과정
    증폭시키려 하는 주형(template) DNA와 함께 우리가 증폭시키고자 하는 특정 지역에 결합하는 프라이머(primer)와 DNA 중합효소, 새로운 DNA를 만들기 위한 재료인 dNTP를 함께 집어 넣어 준다. 이제 94∼96℃ 정도로 열을 가하면 한 개의 DNA가 두 가닥으로 분리된다. 이후 온도를 50∼64℃ 정도로 내리면 프라이머와 중합효소가 외가닥 DNA의 특정 부위에 결합하고, 다음에 합성되어 2개의 DNA가 된다. 이것이 1주기가 되며 다시 온도를 올려서 이 과정을 반복하면 4개, 8개, 16개가 되는 식으로 폭발적인 연쇄 작용을 통해 원하는 DNA의 양이 늘어나게 된다. 여기서 프라이머란 DNA 중합효소가 붙어서 DNA 합성을 개시할 수 있는 15∼50 염기쌍(base pair) 정도의 올리고뉴클레오티드를 말한다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • [화학과 수석의 A+ 레포트][조교피드백 포함] 박테리아에서 DNA 분리 (생화학 실험)

    목차

    1. 실험 목적
    2. 이론
    3. 실험 시약 및 기구
    4. 실험 방법
    5. 실험 결과
    6. 고찰

    본문내용

    1. 실험 목적
    이번 실험에서는 Alkaline lysis mini prep을 통해 박테리아로부터 플라스미드 DNA를 분리한다.

    2. 이론
    Prep이란 세포에서 DNA나 RNA를 뽑는 것을 의미한다. 박테리아에서 플라스미드를 뽑는 것 도 포함이다. 특히 양을 어느 정도로 얻냐에 따라 mini, midi, large 스케일로 얻을 수 있는 데, 이번 실험은 mini scale로 얻었기에 mini prep이라고 표현한다.

    Alkaline lysis method란 분자 생물학에서 박테리아로부터 플라스미드 DNA를 분리하는 데 가장 보편적으로 사용되는 방법이다. 세균의 세포벽과 세포막을 부수고 DNA만을 분리해낸 후 세균이 본래 가진 크로모좀 DNA와 플라스미드 DNA도 구분해 pure 플라스미드 DNA만 회수하는 것이 Alkaline lysis method의 기본 원리다. 이때 세포막과 세포벽은 적절한 효소 와 버퍼를 처리해서(ex. 라이소자임과 EDTA) 부수고, 터져나온 DNA 중 크로모좀 DNA와 플 라스미드 DNA를 구분해낼 때는 알칼리 조건을 이용한다. 이때 크로모좀 DNA와 플라스미드 DNA를 분리해낼 수 있는 이유는 크로모좀 DNA의 크기가 플라스미드 DNA에 비해 상당히 큰 데다가 Alkaline lysis method 과정에서 linear 형태로 변성가능하기 때문이다. 박테리아에는 본래 박테리아의 DNA인 크로모좀 DNA가 존재한다(크로모좀 dna란 생명체의 유전 정보를 유전자 형태로 운반하는 핵산과 단백질로 이루어진 실 같은 구조로 정의된다. 유 전 정보를 저장하거나 딸세포로 전달하는 역할을 하며, 세포를 관찰하기 위해 사용하는 특정 염료에 잘 염색된다고 하여 붙여진 이름이다.) 박테리아가 터지면 박테리아가 가진 크로모좀 DNA, 단백질, 플라스미드 DNA 등이 나오게 된다. 그런데 크로모좀 DNA는 플라스미드 DNA 보다 사이즈가 커서 부숴지고 알칼리 조건에서 denaturation 돼서 망가지게 된다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • 제임스 왓슨 이중나선 독후감

    목차

    없음

    본문내용

    왓슨, 크릭은 처음부터 저명한 생명과학자가 아니었다고 한다. 왓슨은 특히 거의 지도교수의 절대적 영향을 받았다고 보이는데 화학 지식을 쌓기 위해 유학을 떠났다. 왓슨 크릭 두 사람은 DNA의 구조를 밝히는데 뜻이 통했다고 한다. 당시 가장 큰 생명과학계의 화두가 DNA의 구조 규명이었다고 한다.

    당시 X선 공명 기술이 있었다고 하는데 중요한 건 이걸로 DNA가 어떻게 구성되어 있고 구조를 제대로 알기 어려웠다고 한다. 그래서 그들이 처음 했던 것은 모델을 제시하는 것이었다. 가장 과학으로 답이 안 나올 때 쓰는 방법 중 하나가 모델을 제시하고 나중에 허점이 발견되면 파괴하는 것인데 생명과학에서도 이게 쓰인 점은 특이하다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • [건국대학교] 유전체학 DNA_replication 리포트

    목차

    1. Initiation(개시)
    2. Elongation(신장)
    3. Termination(종결)

    본문내용

    ① ●ORC(Origin Recognition Complex): 이중가닥 DNA를 열리게 해주며, Helicase를 불러오는 역할을 수행한다. ORC는 ORC1~6의 subunit으로 이루어진 단백질 복합체이다.

    ② ●Helicase: DNA의 이중가닥을 단일가닥으로 풀어주는 효소. 염기간의 수소결합을 끊어내는 효소로서, ATP를 사용하는 반응이다.
    ▲Topoisomerase: Helicase가 DNA 이중나선을 풀면, replication fork 앞쪽의 이중나선은 점점 꼬이게 되는데, 이를 해소해주는 효소이다. DNA의 이중가닥 혹은 단일가닥을 끊어서 배치를 바꿔준 후 가닥을 다시 연결해서 DNA의 꼬임 현상을 해소해주는 효소다. 한 가닥만 끊는 효소는 typeⅠ, 두 가닥 모두 끊는 효소는 typeⅡ 라고 한다.
    ■SSB protein (Single-Strand Binding Protein): 단일가닥으로 풀린 DNA가 다시 이중가닥으로 붙는 것을 막아주고 DNA를 endonuclease로부터 보호하는 역할을 한다. 진핵생물은 이와 비슷한 역할을 하는 RPA(Replication Protein A)를 가지고 있는데, 이는 3개의 서브유닛으로 구성되어 있다.
    ★Primase: RNA polymerase의 일종으로, RNA primer를 만드는 역할을 한다. 단일가닥 DNA를 주형으로 하여 약 5 ~10 bp의 뉴클레오타이드로 구성된 짧은 RNA 가닥을 합성하여 DNA polymerase가 가닥을 신장하도록 도와준다. DNA polymerase는 RNA primer 없이는 합성을 시작할 수 없다. Lagging strand의 경우, 불연속적으로 합성이 이뤄지기 때문에 RNA 프라이머가 오카자키 절편 수만큼 합성되어야 한다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • DNA 제한효소

    목차

    1. 실험제목
    2. 실험날짜
    3. 실험이론
    4. 시약
    5. 실험결과
    6. 고찰
    7. 참고문헌

    본문내용

    1.실험제목: COD 측정

    2.실험날짜: 2021/04/19

    3.실험 이론
    실험에서 사용될 제한효소란 세균이 박테리오파지의 공격을 받으면 생산하는 효소로 이중 나선의 DNA의 특정한 염기서열을 인식해 그 부분의 절단에 있어 촉매작용을 하는 효소를 말한다. 대부분의 제한효소는 인식자리(recognition site) 또는 제한 자리(restriction site)라는 특정한 염기서열이 있는 자리에서 DNA를 절단한다. 제한효소는 회문이라는 양 사슬의 5’부터 3’ 방향으로 똑같은 서열을 가진 DNA의 부위를 인식해 작용한다. 제한효소가 DNA를 절단하면 이중 가닥 중 한 가닥이 돌출된 형태를 띠는데 이를 점착 말단(sticky end)이라 하며 이중 가닥을 수직으로 자르면 평활 말단(blunt end)이라고 한다. 또한 제한효소마다 인식하는 염기서열의 개수는 보통 4,6,8,12개의 염기를 인식한다. 이는 일반적인 원핵생물 게놈에서 평균 4000개마다 한번, 혹은 원핵생물 유전자당 1번 나타난다. 제한효소가 각기 다른 인식서열을 가지고 있기 때문에 DNA를 원하는 대로 자를 수 있으며 만약 세포에서 제한효소를 생성할 때 자신의 DNA를 절단하는 것을 막기위해 메틸화효소를 활성화시켜 자신의 DNA가 복제 될 때 제한자리에 있는 특정 염기에 메틸기를 첨가하면 그 부분을 절단하지 않는다. 그리고 제한효소는 소단위체의 구성형태, 절단 위치, 절단 서열의 모양, 필요한 조효소의 유무에 따라 크게 3가지로 나뉜다.

    Ⅰ형 제한효소
    분자량이 30만인 효소로 제한효소와 메틸화효소가 뭉쳐져 있고 인식자리와 제한자리가 서로 다르다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • [일반생물학실험]DNA 추출

    목차

    1. 실험 목적
    2. 실험 이론 및 원리
    3. 실험 기구 및 시약
    4. 실험 방법
    5. 실험 결과
    6. 토의 사항
    7. 참고 문헌

    본문내용

    1. 실험 목적
    가. 플라스미드라는 유전체이외의 자가복제 DNA의 분리를 통하여 DNA의 추출 및 정제방법의 원리를 배우고, DNA의 이화학적 특성을 이해한다.

    2. 실험 이론 및 원리
    가. DNA의 발견
    1869년 스위스의 화학자인 미셔는 고름에서 채취한 백혈구 핵의 단백질 을 펩신으로 분해한 결과 인을 함유한 물질이 남는 것을 발견하고, 이 물질이 유전 물질일지도 모른다고 추측했다. 그 후 1914년에 독일 화학자인 포일겐은 DNA의 양에 따라 세포핵의 염색 정도가 달라지는 ‘포일겐의 염색법’을 발명하여 DNA의 양을 계산하였다. 그 결과 한 생물체 내의 세 포핵은 모두 같은 양의 DNA를 가지고 있으며, 난자와 정자는 그 절반만 을 가지고 있다는 것을 밝혔다. DNA의 존재가 알려졌음에도 불구하고 1940년대까지 많은 과학자들은 조성이 단순한 DNA보다는 구조가 복잡하고 종류가 많은 단백질이 유전 물질이라고 생각하였다.

    나. DNA의 구조
    1) DNA 뉴클레오티드
    뉴클레오티드는 염기, 당, 인산이 각각 1분자씩 결합되어 있다.
    ① 염기
    질소를 함유하는 염기성 물질로 퓨린과 피리미딘의 두 계통으로 나누어진다. 퓨린계 염기는 이중 고리 구조를 가지며 아데닌과 구아닌이 있고, 피리미딘계 염기는 단일 고리 구조를 가지며 시토신과 티민이 있다. DNA를 구성하는 뉴클레오티드는 염기만 다른데, 염기의 종류가 4 종류이므로 결국 DNA를 구성하는 뉴클레오티드의 종류는 4종류이다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • 유전공학(생명과학2)

    목차

    없음

    본문내용

    DNA복제 시 선도가닥과 지연가닥의 합성 및 특징 및 작용하는 효소와 DNA 복제시 5’ – 3’으로
    복제가 이루어 지는 이유

    1. DNA 합성에 관여하는 효소
    – 헬리케이스 : 2중가닥을 풀어줌
    – 프라이메이스 : RNA프라이머 합성하며, 뉴클레오타이드에 결합할 수 있는 3’ – OH기를 제공
    – 라이게이스 : 오카작시 절편들을 연결해줌
    – 자이레이즈 : 헬리케이스가 작용하는 동안 DNA 꼬임 방지
    – DNA 중합효소 1 : RNA 프라이머 제거(DNA로 대체)
    – DNA 중합효소 2 : DNA를 신장(3’탄소만 인식 가능)

    2. DNA 합성과정
    Ⅰ선도가닥 : 헬리케이스 → DNA자이레이스 → 프라이메이스 → DNA중합효소
    Ⅱ지연가닥 : 헬리케이스 → DNA자이레이스 → 프라이메이스 → DNA중합효소 →
    DNA 중합효소1 → DNA라이게이스

    3. DNA 복제 시 5’ → 3’으로 복제가 이루어지는 이유
    – DNA중합효소Ⅲ
    ┖ DNA 복제 시 새로운 뉴클레오타이드 가닥을 신장
    ┖ 5’의 탄소는 인식 X, 3’탄소만 인식하는 특성을 가짐
    ┖ 기존 DNA가닥에 새로운 뉴클레오타이드를 연결시킬 때 3’말단에만 연결 가능

    ㅡ크리스퍼 유전자 가위

    3세대 유전자 폅집기술(ERISPER/ Cas9) : 교정하려는 DNA와 상보적인 서열을 갖는 단일 가이드
    RNA와 특정 염기 서열을 자르는 가위 역할을 하는 누클리에이즈인 Cas9단백질로 구성되어 있음

    장점
    – 다른 효소시스템보다 비교할 수 없이 간단하고 시간이 훨씬 적게 든다
    – 다중절단 가능 : Cas9은 같으므로 가이드 RNA만 달리하면 여러 DNA위치를 절단할 수 있음
    다중 표적이 있는 유전체 편집에 유용
    – 절단 자리를 미리 예측할 수있다

    출처 : 해피캠퍼스

  • 세포생리학실험_Plasmid DNA 정제

    목차

    Ⅰ. 기본정보
    Ⅱ. 서론
    Ⅲ. 실험재료 및 방법
    Ⅳ. 실험 결과 및 결론
    Ⅴ. 고찰
    Ⅵ. 참고문헌

    본문내용

    Ⅰ. 기본정보
    실험 제목: Plasmid DNA 정제
    실험 목적: Plasmid DNA에 대해서 알고, Alkaline lysis method를 통해 Plasmid DNA를 정제한다.
    실험자:

    Ⅱ. 서론
    1. E. coli
    대장균(E.coli)은 Theodor Esherich의 이름을 따서 발견되어 명명된 박테리아이다. 특징으로는 그람음성의 간균이며, 포자 생성을 하지 않으며, 1-2 microns x 30-30 micron (1 micron = 0.001 mm)크기이고, 섭씨 37도에서 쉽게 자랄 수 있다(Viroj Wiwanitkit, 2011). 대장균(E.coli)은 원핵생물에 속하며, Plasmid DNA를 가지고 있다(심규철 외 5명).

    2. Plasmid DNA
    Plasmid DNA란 세균 속에 주 DNA와 별도로 존재하면서 증식할 수 있는 고리 형태의 DNA로, 원핵생물과 효모 등에서 발견된다(심규철 외 5명). 대장균 세포에서 분리된 Plasmid DNA는 supercoiled 형태로, 압축되어 존재한다. 이는 대장균의 DNA 길이가 대장균의 몸 크기보다 더 길기 때문에, 최대한 압축되어 세포안에 존재하기 위함이다(Klug et al.. 2017).

    출처 : 해피캠퍼스

  • 동식물분류학실험_미세조류의 DNA 추출

    목차

    Ⅰ. 서론
    Ⅱ. 재료 및 방법
    Ⅲ. 결과
    Ⅳ. 토의
    Ⅴ. 참고문헌

    본문내용

    PCR은 시험관 내에서 DNA 분자의 특정 염기 서열을 선택적으로 빠르게 증폭하는 기술이다. PCR은 유전자를 조작하여 연구하는 모든 실험에 사용되며, 유전 질환이나 세균, 바이러스, 진균 등에 의한 감염성 질환의 진단에도 사용되고 있다. PCR은 세포 내에서 일어나는 DNA 복제 과정을 모방한 것으로 DNA 변성(Denaturation), 프라이머 결합(Annealing), DNA 합성(extension)의 3단계로 이루어진다. DNA 변성 단계에서는 DNA를 가열하여 단일 가닥으로 분리한다. 분리된 각각의 단일가닥은 새로운 DNA 가닥을 합성하는 주형 역할을 하게 된다. 변성 단계에 뒤이어 온도를 낮추면 프라이머가 주형 DNA 가닥에 결합하게된다. 프라이머는 DNA의 특정 염기 서열에만 결합하기 때문에 DNA에서 원하는 유전자를 선택적으로 증폭할 수 있다. DNA 합성 단계에서는 DNA 중합 효소에 의해 주형 DNA 가닥에 새로운 DNA 가닥이 합성된다 이러한 과정을 계속 반복하면 원하는 DNA 단편이 증폭된다(심규철 외 5명, 2012).
    프라이머는 DNA나 RNA 합성 과정에서 출발점 역할을 하는 짧은 단일 DNA 가닥이다. PCR에서는 증폭하고자 하는 DNA 부위의 말단에 상보적인 염기 서열을가진 프라이머를 이용하여특정 DNA 부위를 정확하게 찾아 증폭할 수 있다.(심규철 외 5명, 2012)
    DNA 추출은 생물로부터 whole genome DNA를 추출하는 것으로, 여러 방법이 있다. 그 중 spin column 추출방법 등의 고체상 추출은 DNA가 silica에 결합한다는 것을 이용한다. DNA를 포함하는 샘플은 silica 또는 silica beads 또는 chaotropic salts 가 포함된 컬럼에 분주된다. chaotropic salts는 가닥 사이의 수소 결합을 방해하고 핵산이 소수성이 되도록하여 DNA와 silica의 결합을 촉진한다. 이렇게 하면 인산염 잔류물이 노출되어 흡착 할 수 있다. 용액의 chaotropic salts 및 다른 불필요한 성분을 제거하기 위해 에탄올을 이용하여 실리카에 DNA의 흡착을 도와준다. 그런 다음 DNA는 염도가 낮은 수용액으로 재수화되어 DNA 를 용출 할 수 있다.(Richard,2015)..

    출처 : 해피캠퍼스

  • DNA 구조 모형 제작

    목차

    1. 재료
    2. 방법
    3. 결과
    4. 논의
    5. 참고문헌

    본문내용

    이론과 실험을 통해 공부한 결과, 아데노신일인산은 티미딘일인산과 수소 결합할 때 티민의 O와 아데닌의 NH가 하나의 수소결합을 만들고, 티민의 NH와 아데닌의 N이 나머지 하나의 수소 결합을 하여 상보적 염기를 통해 총 2개의 수소 결합이 생성된다. 그에 반해 구아노신일인산과 시티딘일인산이 수소결합할 때는 구아닌의 O와 시토신의 HN이 하나의 수소결합을 만들고, 구아닌의 NH와 시토신의 N이 두 번째 수소결합, 마지막으로 구아닌의 NH와 시토신의 O가 세 번째 수소 결합을 생성하여 상보적 염기를 통해 총 3개의 수소결합을 생성한다.
    염기서열은 코돈을 형성하고 그 코돈에 따라 모든 형질이 결정되기 때문에 염기 서열은 단순한 화학적 결합이 아닌 유전 암호라고 할 수 있다. 이 염기 서열에 따라 각각 개체가 다르게 존재할 수 있기 때문에 한 생물의 특성을 좌우하는 중요한 물질이다. 또한 DNA는 유전정보를 전달하기 때문에 DNA의 축적된 생물의 진화를 관찰할 수 있는 유적이다. 나중에는 염기서열 분석을 통해 본인에게 맞는 약을 지어서 먹을 가능성도 있고, 유전체 편집 기술로 많은 변화들이 일어나는 만큼 미래 기술의 핵심이라고도 생각한다.

    출처 : 해피캠퍼스