PCR(polymerase chain reaction)

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PCR(polymerase chain reaction)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

확인함으로써 성을 감별할 수 있고, 결국 태아의 유전병 여부를 알 수 있다.
(6) 사람 유전자의 mapping
PCR을 이용하면, 한 세포의 DNA도 분석할 수 있으므로, 사람 유전자의 mapping도 쉽게 할 수 있다. A 유전자와 B 유전자의 지도 거리를 알고자 할 경우, 두 유전자에 대해 각각 이형접합자(Ab//aB)인 남자의 정자를 분석한다. 이 경우, Ab, AB, ab, aB 네 종류의 정자가 생길 수 있는데, 이 중 AB, ab는 재조합형이다. 전체 중에서 재조합형 정자의 비율을 조사하면 두 유전자간의 지도 거리를 구할 수 있다. 각 정자의 유전자형을 분석하기 위하여, 정자를 하나씩 분리해낸 다음 PCR로 두 유전자를 각각 증폭하고, dot blot 혼성화을 실시한다. 혼성화에 사용하는 탐침은 특정 대립유전자에만 결합하는 올리고뉴클레오티드를 사용한다.
(7) 식품 및 환경속의 미생물 검출을 위한 PCR의 응용
일반적으로 식품 및 환경속의 미생물을 검사할 때는 증균배양, 분리배양감별배양 등을 수회 반복하여, 그 중에서 의심이 가는 colony에 대해 성상시험이나
혈청형별 시험을 실시한다. 따라서 최종적으로 동정하기 까지는 일주일에 가까운 시간이 필요하여 신속하게 대응하기가 힘들다. 이에 반해 PCR을 이용한 검사는 증균배양액을 직접 열처리하여 추출한 DNA를 이용하여 PCR을 하므로 결과를 신속하게 얻을 수 있다. PCR 검사에서도 감도를 높이고 생균과 사균을 구별하기 위하여 증균배양이 필요하지만 배양시간을 포함해서 2일만에 결과를 얻을 수 있다.
(8) GMO 확인
유전자 변형 생물체(Genetically Modified Organism, GMO)이란 생산량 증대 및 유통, 가공성 증대를 위해서 유전공학기술을 이용하여 자연적으로는 획득할 수 없는 형질(즉 병충해 내성, 농약 대한 내성 등)발현에 관여하는 새로운 유전자를 도입시킨 생물체를 의미하는 것으로 최근 GMO의 위해성에 대한 많은 논란이 있다. 현재 GMO를 확인할 수 있는 방법에는 형질전환된 유전자가 만들어내는 특이단백질을 인지하는 항체 단백질을 이용하는 방법인 특이항원(ELSA Kit)이용법과 형질전환된 유전자의 염기서열과 일치하는 Primer를 이용하여 이들 유전자의 존재유무를 확인하는 PCR 방법이 있다. GM 단백질이 들어있는 농산물 및 원료등 비가공 식품의 검정에만 이용이 가능한 특이항원(ELSA Kit)이용법과는 달리 PCR방법을 사용한 검출 방법은 아주 미량의 시료에서도 유전자변형 생물체를 검출할 수 있는 장점이 있다. 따라서 PCR법을 이용하면 콩 씨눈 하나정도의 적은 시료를 사용하여도 혼합되어 있는 유전자 변형 생물체의 검출이 가능하다.
(9) Evolutionary biology(진화의 생물학)
PCR은 멸종된 과거의 생물이나 멸종되어 가는 생물집단의 유전적 구성을 분석하는데 많은 도움을 주고 있다. 죽은 동식물의 검체나 박물관의 수집품들이 연구의 대상이 된다. 많이 인용되는 것 중에 얼룩말의 친척벌인 guagga라는 말이 있다. 이 말은 100년 전에 멸종되었는데 현재의 동물학자들은 guagga가 얼룩말과 같은 종인지 아니면 완전히 다른 종인지 궁금해하였다. Guagga 박제의 피부검체로부터 PCR을 수행하고 증폭된 DNA를 분석해 보았더니 guagga는 얼룩말의 변종이지 다른 종은 아니라는 것을 알 수 있어TEk. 7,500년 된 미이라의 뇌의 연구, 4만년된 빙하 속에 얼려져 있던 맘모스와 기원전 4천만년전의 호박(amber)속에 갇힌 생물체에 대한 연구는 더 극적인 예이다.
PCR은 DNA polymerase에 의한 DNA 복제의 특징을 이용한다. DNA polymerase가 외가닥 DNA를 주형으로 해서 상보적인 DNA를 합성한다. 이러한 외가닥 DNA는 두가닥 DNA를 끓임(denature, 변성)으로써 간단하게 얻을 수 있다. DNA polymerase가 DNA합성을 시작하게 위해서는 시작부위가 두가닥 DNA로 되어 있어야한다. 따라서, 증폭시킬 DNA sequence의 양 끝에 상보적으로 결합할 수 있는 작은 DNA조각(oligonucleotide primer)을 함께 넣어주면 이 primer가 특정 DNA sequence의 양 끝에 가서 결합(anneal)해 DNA polymerase가 DNA 합성을 시작할 수 있도록 해준다. 일단 primer가 결합한 후에는 DNA polymerase의 작용으로 DNA 합성이 반대편 끝까지 진행(extend)된다. 이렇게 1)denature, 2)anneal, 3)extend가 한 cycle이 된다. 다음 cycle에서 original DNA와 새로 합성된 DNA가 분리되어 외가닥 DNA 주형이 된다. 따라서, n cycles 후에, 이론적으로 2n의 두가닥 DNA가 존재하게 된다. 이 PCR 방법은 기존의 클로닝 작업에 비해 많은 시간을 절약할 수 있으며 다음의 여러 분야에 응용되어 쓰인다.
- 유전자 지도의 작성, Human Genome Project에서 염기 서열 분석에 이용된 다.
- 멸종된 과거 생물이나 현존 생물의 상호 유연관계를 규명하는 유전적 구성을 분석하는 진화 생물학에 이용된다.
- 친자확인, 범인 식별 등 Genetic Finger Printing(유전적 지문 채취)을 이용한 법의학 분야에 활용된다.
- 돌연변이분석, 유전병진단, cDNA 합성 등에 이용된다.
- 세포로부터 한 특정 DNA 조각을 직접 클로닝 하는데 쓰인다
- 바이러스나 각종 병원균 검출 초기식별에 사용된다.
IV. Reference
유전공학 1 / 정동효 지음 / 선진문화사 펴냄 / 1996년 1월 / p234~256
http://yckim.chungbuk.ac.kr/biochem/2001/20303.html
http://inhavision.inha.ac.kr/~leecg/bbs/biology/biology13.htm
http://sh76.hihome.com/ImportedFiles/biology-pcrU.htm
http://myhome.netsgo.com/kksiyi/NetsgoWizard/page20.htm

키워드

PCR,   polymerase,   chain reaction,   DNA증폭