[식품미생물학A]유전 물질 DNA의 물리화학적 구조와 미생물에 의한 이들 유전물질의 교환방법을 설명

소개글

[식품미생물학A]유전 물질 DNA의 물리화학적 구조와 미생물에 의한 이들 유전물질의 교환방법을 설명에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. DNA

Ⅲ. 유전 물질 DNA의 물리화학적 구조
1. 물리적 구조
2. 화학적 구조
3. DNA의 물리화학적 성질

Ⅳ. 미생물에 의한 유전물질의 교환방법
1. 플라스미드
2. 아그로박테리움(Agrobacterium)법
3. DNA 리가아제법
4. 형질전환법(Transformation)
5. 형질도입법(transduction)
6. 접합법(conjugation)
7. 전이인자법(transposable genetic element)

Ⅴ. 결 론

[참고 자료]

본문내용

NA를 화학적 합성에 의해서 얻게 된다. 이들 DNA단편들은 단리된 순수한 것을 사용하기도 하지만 단편들의 혼합물을 사용하여 숙주에 도입한 후 특정한 DNA단편이 삽입된 재조합체를 선별하기도 하는데 이를 쇼트건(shot-gun)방법이라고 한다. DNA단편들은 제한효소에 의해서 끊어져 나오는 것인데 각종 미생물로부터 100여 종이 분리 정제되었고, 이들 중 특이성이 다른 수십 종은 시판되고 있다.
제한효소에는 두 가지 형이 있는데, 그 가운데 하나는 Ⅰ형이다. 이는 DNA상에 특이적인 인식부위는 있어도 전달부위의 염기배열이 일정하지 않으므로 특정의 분자량을 가진 DNA단편의 생산이 어려워서 별로 이용되고 있지 않다. 한편, 다른 한 가지의 제한효소는 Ⅱ형이다. 이것은 Hpa I, Hae Ⅲ처럼 DNA의 2가닥 사슬을 동일지점에서 끊어 둔단(鈍端:blunt-end)을 가진 DNA절편을 생성하는 것과, Eco R I, Pst I처럼 2가닥 DNA사슬을 몇 염기씩 떨어져서 한 가닥씩 절단하여 몇 개의 염기로 된 한가닥 상보적 부착단(附着端:cohesive-end)을 가진 DNA의 절편을 만든다.
이 중 상보적 부분을 가진 DNA절편이 재조합하기가 쉬워 간단한 DNA의 합성에는 이것을 흔히 이용한다.
적당한 제한효소가 없을 때에는 기계적 절단방법을 이용하기도 한다. DNA의 단편을 플라스미드에 연결할 때에는 DNA를 절단한 방법에 따라 다르다. 부착단 방법에 의해서 DNA가 절단된 경우와, 둔단 방법에 의한 예는 다음과 같다. Eco R I에 의하여 절단된 DNA의 말단은 AATT의 염기순으로 되어 있고 Hind Ⅲ은 AGCT, Bam H I는 GATC의 염기순으로 되어 있다. 이들 말단 부위는 각각 분자의 반대쪽 말단의 상보적 사슬과 수소결합으로 결합하여 고리 모양 구조가 될 수도 있고, 또는 다른 DNA의 단편과 재결합 DNA를 형성할 수도 있다.
이들 결합은 DNA리가아제에 의해서 연결되든지, 숙주에 도입된 후 숙주세포의 효소계에 의해서 공유결합으로 연결된다. 이 방법은 DNA절편을 연결하여 재조합 DNA를 만드는 데 가장 간단한 방법이며, 같은 제한효소를 이용함으로써 원래와 똑같은 DNA단편을 생산할 수 있다는 이점이 있다. 둔단 방법에 의해서 절단된 DNA의 절편은 T₄ DNA리가아제에 의해서 서로 연결시킨다. 이 방법은 DNA의 절편을 그들의 말단 염기 배열과는 관계없이 연결시킬 수 있어서 이점이 되고 있다.
또 다른 방법으로 호모폴리머 테일링(homopolymer tailing : 單獨重合體精製化)방법이 있다. 이것은 DNA단편들을 연결하기 위하여 일반적으로 가장 흔히 적용하는 방법이다. 한 DNA절편의 한 가닥사슬의 끝에는 올리고(dA)를, 상대편 사슬의 다른 쪽 끝에는 올리고(dT)의 꼬리를 달아 이들의 상보적 염기쌍의 연결에 의해서 고리 모양의 재조합 DNA를 형성하는 방법이다. 호모폴리머 테일링에는 흔히 송아지의 흉선에서 추출한 터미널 뉴클레오티딜 트랜스퍼라아제(terminal nucleotidyl transferase)라는 효소가 사용된다. 이런 여러 가지 방법으로 플라스미드 운반체에 실린 재조합 DNA는 숙주세포로 들어간다.
대장균은 CaCl₂로 처리하면 외부의 DNA를 받아들인다. 이 방법에 의해서 대장균, 살모넬라, Enterobacter, 슈도모나스 등에도 DNA에 의한 형질전환이 가능하며 플라스미드를 운반체로 사용한다. 대장균을 숙주로 사용할 경우에는 박테리아를 Mg２+ 을 함유한 용액으로 씻고 4℃에서 Ca2+용액에 현탁 시켜 재조합 DNA를 이에 가하면 도입된 재조합 DNA에 의한 형질이 표현된다. 숙주세포는 재조합 DNA를 받아들일 수 있고, 도입된 재조합 DNA를 안전하게 복제하여야 하며, 또 재조합유전자의 유전정보를 발현시킬 수 있어야 한다.
대장균에서 핵산중간분해효소Ⅰ(endonucleaseⅠ)이 결여된 end A－ 변이주는 야생주(野生株)보다 형질전환 효율이 높다. 도입된 재조합 DNA가 숙주의 제한효소계에 의해서 파괴를 받을 수 있기 때문에 제한효소 결여주를 숙주로 써야 한다. 또는 숙주세포의 DNA회복 유전인자들(rec gene)에 의하여 재조합 플라스미드의 구조가 변할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위하여 rec A－ 변이주가 숙주로 자주 쓰인다. 또, 재조합 DNA의 존재가 발현되어 RNA와 단백질이 합성될 경우 숙주세포의 생장을 저해하거나 숙주세포에 독성을 주거나 또는 돌연변이율(突然變異率)을 높이는 경우도 있다.
1. 플라스미드
플라스미드는 박테리아의 세포 안에 존재하는 박테리아 크로모좀 이외의 작은 원형의 DNA분자 이다.
형태는 원형이고, 이중 나선으로 되어 있으며, 박테리아의 유전자와는 독립적으로 분열할 수 있는 능력을 가지고 있다. 그러한 이유로 유전자 클로닝을 위한 벡터로 많이 사용되는 것중 하나이다. 백터란 유전자 클로닝시에 우리가 원하는 유전자를 숙주 세포 안으로 이동시켜 그 안에서 다량으로 복제 가능하도록 하는 일종의 운반체를 말하는데, 플라스미드는 그를 위한 조건을 가지고 있다.
우선 자가 복제를 위한 복제 기점 (origin of replication)을 가지고 있다, 유전자의 발현, 즉 삽입된 유전자의 전사를 유도하는 promoter, 나중에 세포 배양에 의한 대량 생산 후에 플라스미드가 들어간 세포와 그렇지 않은 세포를 구별해 내기위한 selective marker, 그리고 숙주 안에서의 copy number 를 조절하는 replicon, 그리고 원하는 유전자를 끼워 넣을 수 있는 insertion site 등을 가지고 있다. insertion site는 제한 효소에 의해 잘려질 수 있는 부위인데요. 거기로 우리가 복제를 원하는 유전자를 삽입할 수 있다.
플라스미드와 항생제의 관계를 selection 에 있다. 유전자 클로닝 시에 플라스미드가 들어간 숙주세포와 그렇지 않은 세포를 가려낼 때 이용하는 것 중 하나가 플라스미드가 가지는 항생제 저항성 유전자이다. 플라스미드는 한개 또는 2개 이상의 항생제 저항성 유전자를 가진다. 이 유전자는 항생제를 분해할 수 있는 물질을 생산해 내는데, 플라스미드를

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