PCR(Ploymerase chain reaction) - 재료과 매커니즘

PCR

시험관에서 특정 DNA 절편을 대량으로 증폭하는 실험법

 

(i) 시험관 내 DNA 복제

헬리케이스를 넣는 대신 가열해서 이중가닥 DNA를 외가닥으로 벌림

DNA 프라이머 세트를 합성해서 넣고, DNA 합성효소와 dNTP를 처리해 복제를 진행함

> 가열을 하면 이전 사이클에 넣었던 DNA 합성효소는 변성되기 때문에, DNA를 여러 번 복제하려면 매 사이클마다 새로 효소를 넣어야 하는 번거로움이 있음

 

(ii) 현재의 PCR 기법

시험관 내 DNA 복제 과정을 개선하기 위해 Thermus aquaticusdptj DNA 합성효소를 추출함

-Taq : 고온에서도 변성되지 않기 때문에 매 사이클마다 새로 효소를 넣어줄 필요가 없음

 

PCR재료

DNA주형, dNTPs, Taq DNA 합성효소, DNA 프라이머 세트(증폭할 절편의 양 끝 서열에 상보적인 외가닥 DNA들)

> 반응액을 유전자 증폭기에 넣어서 과정을 진행함

PCR 재료 (출처 : https://www.goldbio.com/goldbios-pcr-overview)

PCR과정

변성 : 이중가닥 DNA를 외가닥으로 벌림, 94도에서 약 30초 진행

 

재결합: DNA 프라이머를 상보 서열에 붙임, 적당한 온도에서 약 30초 진행

-온도를 너무 낮게 세팅하면 프라이머가 비특이적으로 붙어서 엉뚱한 DNA 절편이 증폭될 수 있기 때문에 온도를 잘 조절해야 함.

 

합성 : 새로운 DNA 가닥을 합성, 72도에서 합성할 DNA 길이에 비례한 시간 동안 진행

-Taq합성효소의 최적 활성 조건인 72도에서 반응시킴

>전체 과정을 20~30번 반복하면 원하는 DNA 절편이 수백만 개로 증폭됨

PCR 과정 ( 출처 : https://www.goldbio.com/goldbios-pcr-overview)

 

DNA 지문법

염색체 내 특정 위치들에 일부 염기서열이 반복해서 나타남

염기서열의 반복 정도가 사람마다 다름

-염기서열이 반복된 구간을 PCR로 증폭해서 전기영동하면 사람마다 밴드 길이가 다르게 나옴

> 개개인을 구분하는 지표로 사용할 수 있음