대장균의 형질전환

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대장균의 형질전환

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실험 목표: 박테리아의 유전형질을 플라스미드 DNA에 존재하는 유전자를 도입하여 전환시키고, 형질 전환된 박테리아의 선별방법을 이해한다.
Ⅰ. INTRODUCTION
플라스미드는 염색체와 별도로 세균에 존재하는 작은 DNA로 일반적으로 고리형태를 하고 있다. 플라스미드는 염색체처럼 복제원점을 자체적으로 가지고 있어 독립적으로 복제하며 다음 세대에 유전될 수도 있다. 따라서 세균의 유전체와 플라스미드는 서로 독립적으로 복제될 수 있는 복제단위이다. 플라스미드가 갖는 유전자는 이러한 자기복제에 필요한 부위 이외에도 독소생성에 관여하는 유전자, 항생제 내성에 관여하는 유전자, 중금속 등 독성물질에 내성을 주는 유전자 등 여러 유전형질을 숙주세포에 제공한다. 플라스미드는 숙주세포 당 하나 있을 수도 있고 수십~수만개 이상이 들어있을 수도 있다. 현재까지 세균에서 발견되는 가장 큰 플라스미드의 크기는 E. coli의 염색체 길이의 8%밖에 되지 않으며 대부분이 이보다 훨씬 작다. 세균 염색체와 플라스미드 DNA는 모두 깨져 선상의 DNA 단편으로 된다. 분리과정에서 이와 같이 DNA의 구조적 차이가 발생하므로 한 세포 내에 있는 염색체 DNA와 플라스미드 DNA를 분리할 수 있게 된다. 이런 이유로 EtBr 같이 염기 사이에 삽입되는 염료를 처리하면 두 가닥의 플라스미드 DNA 보다는 단일 가닥인 염색체 DNA에 훨씬 많은 양의 EtBr이 삽입되어 결과적으로 두 종류의 DNA간에 밀도차이가 형성된다. 이 원리를 이용하면 높은 순도의 플라스미드 DNA를 많은 양으로 확보할 수 있게 된다. 플라스미드의 분리 방법은 여러 가지가 있지만, 전체적인 플라스미드의 분리과정은 세포벽을 파괴하여 원형질체를 만드는 과정, 세포추출물을 얻어내는 과정, 세포추출물로부터 플라스미드를 분리해내는 과정으로 구분할 수 있다.

참고 자료

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