[PCR, polymerase chain reaction, Taq DNA polymerase, PCR의 과정, polymerization,] PCR(Polymerase Chain Reaction)

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하고 싶은 말: PCR에 대해 자세하게 기술하였습니다. 물론 A+자료구요
DNA가 합성하는 부분에 이해를 돕기 위해 사진을 첨부하였는데 보시면 아마 바로 이해 가실 거예요~
좋은 하루되세요^^

목차: 1. PCR이란?
2. PCR이 이용되는 실험
3. PCR의 의학적 응용
4. PCR을 하기위한 준비물
5. PCR 반응 각 성분에 대해 고려할 점
6. PCR 과정
7. PCR의 응용

본문내용: 1. PCR이란?
PCR이란, 영어 Polymerase Chain Reaction(PCR)의 줄임말로 중합효소 연쇄반응으로 1980년대 중반에 Kary Mullis에 의해 고안된 방법이다.
PCR은 유전자를 증폭하는 방법으로 이미 알고 있는 일부의 염기서열 중 특정 DNA 부위를 반복 합성하여 원하는 DNA 분자를 증폭시키는 방법이다. 이 방법은 아주 적은 양의 DNA를 이용하여 많은 양의 DNA합성이 가능하므로 분자생물학적으로 제한효소의 발견만큼이나 아주 획기적인 것이라 할 수 있다.
PCR반응에는 주형 DNA(Target DNA), DNA 중합효소(polymerase), 복제 시작지점을 정하는 프라이머(primer), 그리고 DNA 합성의 재료인 뉴클레오타이드(nucleotide), 이 네 가지 요소를 필요로 하며 기본적으로 Denaturation(DNA 변성), Annealing(Primer와 DNA의 결합), Extension(새로운 DNA 합성과정) 이렇게 세 단계 과정으로 구성되어 있다.
primer를 제작하고, PCR을 통해 원하는 부분의 DNA를 선택적으로 증폭시킨 후, electrophoresis(전기영동)라는 것을 통해 Band의 형태로 볼 수 있다. 전기영동은 agarose gel이나 polyacrylamide gel에 PCR 증폭산물을 loading하고, 전류를 흘려주어, 증폭산물이 전류를 따로 흘러, 증폭한 사이즈에 맞는 band의 형태를 확인하는 것을 말한다.
PCR은 보통 25~ 35 cycle로 실시하는데, 30 cycle의 경우 2의 30 제곱만큼의 DAN가 증폭하게 된다. 즉 PCR을 통해 특정 부위의 DNA를 수시간내에 어마어마하게 증폭시킬 수 있으며, 이렇게 증폭된 DNA를 다음과 같이 여러가지 실험에 이용할 수 있고, 실험 결과를 토대로 여러 의학적인 연구에 응용할 수가 있다.
2. PCR이 이용되는 실험
⑴ Probe로 사용할 목적으로 cloning된 이중가닥 DNA의 증폭
⑵ 적은 양의 mRNA로부터 특정 cDNA의 cloning
⑶ DNA sequencing
⑷ 돌연변이 검사
⑸ 병인성 바이러스 및 박테리아 검출
⑹ 유전자의 footprinting
⑺ 특정 부위에 돌연변이를 일으킨 유전자의 제조(site directed mutagenesis)
3. PCR의 의학적 응용
⑴ HLA형의 결정
⑵ 법의학: 특정인의 유전자 검출
⑶ 암유전자의 검출: ras, myc, fos 등
⑷ 유전성 질병의 진단: Progressive muscular dystrophy (Duchenne type)등
⑸ 감염성 질병의 진단: Streptococcus, Salmonella, Hepatitis virus 등
4. PCR을 하기위한 준비물
⑴ Template DNA : 증폭 대상이 되는 DNA.
⑵ 한 쌍의 primer : 증폭할 부분을 잡는 짧은 oligonucleotide.
⑶ dNTP(dATP, dCTP, dGTP, dTTP) : 유전자를 합성하는 재료가 되는 nucleotide.
⑷ Taq polymerase : 유전자 합성효소. 효소이지만 열에 강하다.
5. PCR 반응 각 성분에 대해 고려할 점
⑴ Template DNA
선택하여 증폭하고자 하는 target DNA 단편을 가리키는 용어로서 세포내의 chromosomal DNA나 전염성 병원체의 DNA 또는 RNA로부터 제조한 complementary DNA(cDNA), plasmid DNA 등을 쓸 수 있다.

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