[생명공학]PCR의 원리와 응용
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- 목차
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Ⅰ. PCR의 기본 원리와 과정
(1) Denaturation
(2) Annealing
(3) Extension
Ⅱ. PCR의 구성요소
(1) Primer
(2) polymerase
(3) dNTP(dATP, dCTP, dGTP, dTTP)
(4) DNA tamplet
Ⅲ. PCR의 응용
(1) PCR can be used to study minute quantities of DNA
(2) PCR can be used in clinical diagnosis
(3) RT-PCR의 응용
(4) PCR can be used to compare different genomes and cell
Ⅳ.Primer Design and Blast
1. 임의의 gene 선택
2. primer 제작
3. BLAST
- 본문내용
-
PCR(polymer chain reaction)은 DNA의 원하는 부분을 증폭하는 방법이다. DNA molecule의 어느 부분이든지 그 border sequence만 알면은 이 방법을 통해서 증폭할 수 있다. PCR은 기본적으로 denaturation, annealing extension 이렇게 세 단계로 구성되어 있고, 이 과정이 반복되면서 DNA가 증폭된다. 기본적으로 PCR을 구성하고 있는 요소들에는 DNA template, primer, dNTP, polymerase등이 있으며, PCR 과정에서 그것의 sensitivity와 accuracy에 가장 영향을 미치는 것은 primer와 temperature이다.
PCR의 가장 중요한 요소이며, 그것의 정확도를 결정한다. Primer의 길이는 너무 길어도 안되며 너무 짤아도 안된다. 너무 짧다면, 인간의 genome처럼 많은 양의 nucleotide로 구성 된 DNA molecule을 대상으로 하면 primer가 인식할 수 있는 site가 너무 많아서 원하는 부분만을 증폭하는 것이 불가능해진다. 반대로 너무 길다면 PCR 과정에서 DNA가 hybridizing할 때의 시간이 많이 걸려, 그 효율이 떨어진다. 일반적으로 17-30mer가 primer의 크기로 적당하다.
PCR에서 사용하는 polymerase는 Taq1 polymerase로 이것은 Themus aquaticus로 부터 추출한 효소이다. 이 생명체는 바다 밑의 뜨거운 곳에서 사는데, 이 때문에 대부분의 효소가 열에 저항성이 있다. 따라서 Taq1 polymerase 역시 열에 대단히 resistent하다. 그리고 이러한 성질이 PCR에서 이 polymerase를 쓰는 이유가 된다. 보통 PCR을 할 경우, denaturation 과정에서 온도가 94℃까지 올라가며, 대부분의 단백질은 이 온도에서 변성이 되어 그 기능을 상실한다. 하지만 Taq1 polymerase는 열에 대단히 resistent하기 때문에 이 온도에서도 변성이 되지 않고, 이 때문에 PCR에서는 이 효소를 사용한다.
일반적으로 eukarytoe에 DNA polymerase의 경우에는 proof-reading기능이 있으나 Taq1의 경우에는 그 기능을 가지고 있지 않다. 따라서 error rate가 매우 높다. (1/9000) 이 수치가 어떻게 보면 아무렇지도 않다고 여길 수도 있겠지만, PCR에서는 전과정에서 만들어진 copy가 다음 과정에서의 template가 되므로 한번 error가 발생하면 그것을 template로 사용한 모든 copy가 다 error를 가지게 된다. 따라서 약 30번 정도 반복하면 error rate가 1/300 bp로 증가하게 되며 이 수치는 결코 무시하지 못한다.
- 참고문헌
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3. 유전공학(제2판). J.D. Watson 외 3인 저. 박영순 외 5인 역. 탐구당. 2002, pp87∼93.
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7. PCR 실험노트. Taketoshi Taniguchi 저. 지성길 역. 월드사이언스. 2002, pp12∼27.
8. PCR 실험의 원리와 응용. 최용락, 정수열, 이영춘. 세종출판사. 2003, pp1∼18, pp24∼27, pp23 1∼232.
자료평가
- so so....
- wksi3***
(2006.09.15 09:19:47)
- 그림 자료가 포함되면 더 좋았을 것아요^.^
- biofo***
(2006.08.02 22:16:59)
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