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| − | <span style="LINE-HEIGHT: 160%">Polymerase Chain Reaction(PCR)<br /><br /> PCR의 원리 <br />Polymerase chain reaction(PCR)은 1983년 Mullis와 Faloona가 처음으로 개발한 시험관에서의 DNA 증폭 방법으로, PCR은 DNA 중합효소에 의한 DNA 복제 특징을 이용한 것이다.<br />유전자를 분석하고 연구하는데 있어서 가장 큰 문제점은 복잡한 전체 genome중에 연구하고자 하는 유전자가 희귀하다는 것인데, PCR은 특정 DNA Sequence의 copy수를 기하급수적으로 증폭시키는 것이 가능하여, 유전자 클로닝을 포함한 분자유전학, 의학생물학, 집단유전학등 생명과학의 전 분야에 혁신을 일으켰다.<br />특히 PCR에 사용하는 DNA 중합효소인 Taq polymerase는 고온의 온천수(72-74℃)에서 서식하는 미생물에서 분리한 것으로 72℃에서 활성이 가장 높으며 95℃ 이상의 고온에서도 매우 안정하여 PCR을 자동화시키는데 결정적인 역할을 하였다. <br /><br />PCR의 원리는 DNA의 양쪽 가닥을 주형으로 하여 원하는 DNA를 증폭시키는 방법으로 전체 DNA로부터 원하는 DNA 특정 부분을 선택적으로 증폭시킨다.<br />우선 DNA polymerase가 DNA합성 시작을 위해서는 외가닥 DNA의 주형이 있어야 하므로, double stand(이중가닥)으로 되어있는 주형을 고온(95℃)에서 denaturation(변성)시킨다.<br />변성된 single stand(외가닥) DNA의 양 끝에 상보적으로 결합할 수 있는 작은 DNA 조각(primer)을 넣어주어 낮은 온도(50-65℃)에서 annealing(결합)시킨다.<br />결합한 후에 72-74 ℃에서 Taq polymerase가 DNA 합성을 개시한다.<br />이렇게 'denaturation(변성)-annealing(결합)-extension(신장)'의 cycle이 30회 정도 반복 수행되어 DNA를 증폭시킨다.<br />이론적으로 한 가닥의 주형으로 30회 cycle을 수행하면 230의 DNA 가닥을 얻을 수 있게 된다. <br /><br />- 변성 <br />보통 94∼95℃에서 20∼60초 정도의 온도와 시간을 사용하지만 필요 이상의 변성 온도가 높거나 길다면 Taq polymerase의 활성을 감소시키게 된다. <br /><br />- 결합 <br />Annealing 온도는 실험 경험적으로 정하게 되는데, 일반적으로 사용하는 한 쌍의 primer 간의 Tm 값의 차이는 5℃ 이하로 디자인하고 상보적인 결합에 의한 primer dimer가 형성되지 않도록 설계한다. <br /><br />- 진행 <br />Taq polymerase의 경우 72℃에서 1초당 약 60개의 염기를 중합시키기 때문에 1 kb까지는 45초 정도면 충분하지만, cycle이 진행됨에 따라 조금씩 extension time을 늘려주는 것도 보다 많은 양의 산물을 얻는 방법이다. <br /><br />2. PCR에 필요한 재료 <br />- 주형 DNA: 증폭 대상이 되는 DNA 이다. <br />- 한 쌍의 primer: DNA 중합효소가 DNA 합성을 개시하게 하는 짧은 외가닥 DNA로 증폭할 부분을 결정하게 한다. <br />- dNTPs (dATP, dCTP, dGTP, dTTP): DNA를 합성하는 재료가 되는 각 뉴클레오티드 염기들이다. <br />- Taq polymerase: 열에 특별히 강한 DNA 합성효소이다. <br /><br />3. PCR의 응용분야 <br />- 유전자 지도의 작성, Human Genome Project(인간 유전체 연구)에서 염기 서열 분석에 이용된다. <br />- 멸종된 과거 생물이나 현존 생물의 상호 유연관계를 규명하는 유전적 구성을 분석하는 진화 생물학에 이용된다. <br />- 친자확인, 범인 식별 등 Genetic Finger Printing(유전적 지문 채취)을 이용한 법의학 분야에 활용된다. <br />- 돌연변이분석, 유전병진단, cDNA 합성 등에 이용된다. <br />- 세포로부터 한 특정 DNA 조각을 직접 클로닝하는데 쓰인다 <br />- 바이러스나 각종 병원균 검출 초기식별에 사용된다. <br /></span> | + | <p>[[Polymerase Chain Reaction(PCR)]]</p> |
| | + | <p>[[피씨알]]<br /> |
| | + | </p> |
Latest revision as of 12:36, 22 February 2008
