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PCR은 무엇인가?

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by

영근 지

on 1 January 2015

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Transcript of PCR은 무엇인가?

PCR은 무엇인가?
동남보건대학교

201101031 지영근

PCR이란?
중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)은
특정 DNA 부위를 특이적으로 반복 합성하여 시험관내에서 원하는 DNA 분자를 증폭시키는 방법으로서
, 아주 적은 양의 DNA를 이용하여 많은 양의 DNA 합성이 가능하므로 분자 생물학적으로 제한효소의 발견만큼 획기적인 것이라고 할 수 있다.
PCR의 과정
1.DNA의 변성 (Denaturation)
92 °C ~ 95 °C
로 가열하여
이중가닥 DNA를 단일가닥 DNA로 분리시킨다.

높은 온도일수록 단일가닥 DNA 로 잘 이행되지만 Taq DNA 중합효소도 온도가
아주 높은 상태에서는 변성되어 사용하지 못하게 될 수 있으므로 보통 94 °C로 한다.
2.프라이머의 결합 (Annealing)
50 °C ~ 65 °C에서 진행
된다. Primer가 자신의 염기서열과 상보적인 염기서열을 갖고
있는 DNA에 결합하는 단계이다.염기간의 결합은 G와 C는 세 군데에서 수소결합이 일어나고, A와 T는 두 군데에서 결합이 일어나므로 G-C 결합이 A-T결합보다 강하다. 따라서 G+C 비율에 따라 결합온도에 변화를 주는 것이 좋다. 일반적으로 G-C content 가 50%가 되는 primer
쌍을 이용하는 것이 바람직하다. 보통 30초가량 지속되는 이 단계에서 5'→3'방향으로 DNA의 합성이 시작된다.
3.DNA의 신장 (Elongation)
70 °C ~ 74 °C 에서 시행
하며 원하는 PCR산물의 크기가 크거나 반응효소의 농도가 낮을 때에는
시간을 연장시킬 수도 있다. Taq 중합효소는 보통 1분에 2,000-4,000 염기쌍을 중합할 수 있으므로
원하는 PCR산물의 크기 1kb마다 1분 정도의 시간을 배당하면 충분히 반응이 일어난다. 마지막 cycle에는 약 10분 정도 시간을 충분히 주는 것이 좋다.
이 과정이 계속 반복하여 진행되면서(보통 20∼40회) DNA의 원하는 부분을 증폭시키는 것이 PCR 의 원리이다.

PCR의 목적
복잡한 전체 genome 중에 연구하고자 하는 유전자가 희귀유전자를 분석하고 연구하는데 가장 큰 문제점이였다.
PCR은 특정 DNA sequence의 copy 수를 기하급수적으로 증폭시킴으로써
증폭된 DNA를 여러 가지 실험에 이용할 수 있고, 실험 결과를 토대로
분자생물학, 의학, 이학, 농학, 수의학, 식품과학, 환경과학 연구에 응용할 수 있다.



1) DNA, RNA template
: 증폭 대상이 되는 DNA, RNA

2) PCR Primers
: 증폭할 부분을 잡는 짧은 염기서열.

3) Taq polymerase
: 열에 특별히 강한 유전자 합성효소

(Taq polymerase: Thermus aquaticus 라는 온천에 사는 세균의DNA polymerase, 72℃가 최적온도, 94℃에서도 안정함)

4) dNTP (dATP, dCTP, dGTP, dTTP)
: 유전자를 합성하는 재료가 되는 각 nucleotide

5) MgCl+2
: MgCl2+은 dNTP와 복합체를 형성하여 효소활성, primer annealing 등에 관여
PCR의 구성요소
PCR증폭효율에 영향을 미치는 요인
① 각 단계의 반응온도와 시간

② cycle수

③ 반응액 조성(주형 DNA, dNTP농도, Mg2+농도 등)

④ primer 설계

⑤ 사용 DNA polymerase 등이 있다.

또한 몇 가지 반응첨가물(DMSO, 비이온계면활성제, 글리세롤) 등에 따라 반응촉진효과가 나타나는 경우가 있다.
이상입니다. 감사합니다.
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