[분자세포생물학실험 A+ 예비 및 결과 보고서] Gene cloning 1. Restriction Enzyme Digestion, Agarose gel electrophoresis and Gel extraction

목차

1. 실험 제목

2. 실험목적

3. 이론
1) 유전자 클로닝 (gene cloning)
2) Plasmid DNA (plasmid vector)
3) Restriction (enzyme cutting)
4) Polymerase chain reaction (PCR)

4. 시약 및 실험 방법

5. 실험 결과
1) 필요한 시약의 무게 또는 부피(계산 값) 및 사용한 시약의 양
2) 결과 및 데이터 분석

6. 토의

7. 참고문헌

본문내용

2. Purpose
유전 공학 기법의 하나인 cloning을 이해하고 plasmid DNA를 restriction enzyme을 사용하여 cloing의 재료가 되는 vector와 insert DNA를 각각 분리하여 얻어낸다. 이를 electrophoresis를 통해 확인해본다. Gel extraction 과정을 통해 restriction enzyme과 buffer 등으로부터 순수하게 원하는 DNA만을 분리함으로써 restriction enzyme의 기능, 역할 및 활성 등에 대해 알고 gel extraction 과정의 원리를 이해한다.

3. Introduction
3.1 유전자 클로닝 (gene cloning)
이 유전자 클로닝(gene cloning)이란 분자유전학 관점에서 원하는 transgene 중 일부 DNA 단편을 vector에 cloning 하여 재조합 DNA(recombinant DNA) 분자를 in vitro에서 복제하여 다량으로 생산하는 것을 말한다. 가장 중요한 과정은 ligation인 DNA나 RNA의 끝을 이어주는 과정으로 재조합 DNA가 담긴 vector를 host cell(대표적인 bacteria)에 넣는 과정을 진행한다. 재조합된 DNA가 bacteria의핵 내에 삽입되어 이것의 증식 시 해당 유전자도 함께 복제된다. 이를 통해 원하는 단백질 산물을 다량으로 얻을 수 있다. 이러한 원리로 당뇨병 치료제인 인슐린을 bacteria를 통해 생산해 낸 것이 대표적인 유전자 클로닝의 예시라고 할 수 있다. 이 외에도 원하는 유전자를 효과적으로 증폭시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 이렇게 클로닝 과정에 의해 재조합된 개체의 모임을 clone이라고 부른다. 이는 결국 과거의 선택적 교배 또는 돌연변이에 의해서 얻을 수 없던 유전형질 및 화학적 능력을 얻게 된다는 의의가 있으며 새로운 유전형질을 추가로 얻게 되는 이것을 형질전환(transformation)이라고 한다.

참고 자료

https://www.khanacademy.org/science/ap-biology/gene-expression-and-regulation/biotechnology/a/overview-dna-cloning
https://blog.addgene.org/plasmids-101-what-is-a-plasmid
https://www.addgene.org/mol-bio-reference/
https://microbenotes.com/restriction-enzyme-restriction-endonuclease/
https://www.takarabio.com/documents/Certificate%20of%20Analysis/631969/631969-PA124327.pdf
https://biology.stackexchange.com/questions/97944/alkaline-phosphatase-and-ligase-protocol-for-cloning
https://slideplayer.com/slide/5669219/
https://www.youtube.com/watch?v=nZpA8IoMub0
https://labmusiclm.tistory.com/597
https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/CAD/Product-Bulletins/TN52646-E-0215M-NucleicAcid.pdf
https://www.researchgate.net/post/How_to_decide_the_molar_ratio_for_vectorinsert_for_ligation_reaction
https://www.thermofisher.com/kr/ko/home/life-science/cloning/cloning-learning-center/invitrogen-school-of-molecular-biology/molecular-cloning/restriction-enzymes/restriction-enzyme-key-considerations.html
유전자클로닝 (gene cloning), 사이언스올백과사전, http://www.scienceall.com/
고정삼 외 5인 (2003), 생물공학, 서울, 유한문화사