본문내용
1. 서론
1.1. 실험 배경 및 목적
현재 유행하는 코로나 바이러스의 진단법에 DNA의 성질을 이용한다는 사실을 바탕으로 전기영동 실험을 진행하였다. 이 실험을 통해 얻은 결과가 어떤 방식으로 실생활에 적용되고 융합되어 활용되는지 알아보고자 하였다."
1.2. DNA와 전기영동의 기본 원리
DNA는 유전정보를 저장하고 있는 물질로, 당(sugar)과 인산(Phosphate)으로 이루어진 골격에 염기(base)가 결합되어 있는 형태이다. 이러한 Nucleotide가 중합된 Polynucleotide가 DNA이며, 이때 인산기(PO4-)가 음전하를 가지고 있어 DNA는 수용액 상태에서 음전하를 띠게 된다. 이러한 DNA의 전하 특성은 전기영동의 기본 원리이다.
전기영동은 DNA나 단백질을 크기에 따라 분리하는 방법으로, 전기장에 의해 분자들이 이동하는 것을 이용한다. DNA의 경우 음전하를 띠므로 전장에서 양극 쪽으로 이동하게 된다. 단백질은 각각 전기적 특성이 다르므로 먼저 음전하를 띠도록 시약을 처리한 후 전기영동을 한다. 이때 DNA와 단백질의 이동속도는 분자량, 완충액의 농도, 전압 등의 요인에 따라 달라진다.
전기영동 과정에서 DNA는 그물구조의 다공성 지지판(Gel)을 통과하면서 크기별로 분리되며, 이를 통해 DNA의 크기와 양을 확인할 수 있다. 전기영동에는 Agarose gel이나 Polyacrylamide gel 등 다양한 종류의 Gel이 사용되는데, 본 실험에서는 Agarose gel 전기영동법이 사용되었다. Agarose gel은 해초에서 추출한 한천으로 제작되며, 3차원 그물구조를 통해 DNA 분자의 이동을 결정한다. 전기영동 과정에서 DNA의 이동속도는 DNA의 분자량, Agarose gel의 농도, 전압 등에 따라 달라진다.
2. DNA의 특성
2.1. DNA의 구조
DNA는 유전정보를 저장하고 있는 물질로, 탄수화물인 당(sugar)과 인산(Phosphate)으로 이루어진 골격에 염기(base)가 결합되어 있는 형태이다. 이러한 형태의 구조를 Nucleotide라고 한다. DNA는 이러한 Deoxyn Nucleotide가 중합된 Poly nucleotide이다.
DNA의 구조는 크게 세 가지 성분으로 이루어져 있다. 첫째, 5탄당인 디옥시리보오스(deoxyribose)이다. 이 당은 인산기와 염기가 결합하여 뉴클레오티드를 이루고 있다. 둘째, 인산기(Phosphate)이다. 인산기는 DNA 골격의 주요 성분이며 음전하를 띠고 있어 DNA가 수용액 상태에서 음전하를 갖게 만든다. 셋째, 염기(Base)이다. 염기에는 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 티민(T)의 4종류가 있으며, 이들이 수소결합을 통해 상보적으로 결합하여 이중나선 구조를 형성한다.
이러한 DNA의 이중나선 구조는 왓슨-크릭 모델로 잘 알려져 있다. 이 모델에 따르면, DNA는 두 가닥의 폴리뉴클레오티드 사슬이 서로 반대 방향으로 감겨 있는 이중나선 구조를 가지고 있다. 염기 쌍은 항상 A-T, G-C의 순으로 결합하며, 이러한 상보적 결합이 DNA의 안정성을 높여준다. 또한 이중나선 구조는 DNA 복제 및 전사, 번역 등 유전 정보의 저장과 전달에 있어 매우 중요한 역할을 한다.
2.2. DNA의 전하 특성
DNA는 수용액 상태에서 음전하를 띠는데, 이는 DNA 분자의 구조에서 기인한다. DNA는 5탄당인 디옥시리보오스와 인산기(PO4-)로 이루어진 골격 구조를 가지는데, 각 인산기는 음전하를 띠고 있다. 이 음전하들이 DNA 분자 전체에 걸쳐 분포되어 있어 DNA는 수용액 상에서 음전하를 갖게 된다.
이러한 DNA의 음전하 특성은 전기영동 실험에서 매우 중요한 역할을 한다. 전기영동은 전기장 안에서 DNA 분자가 이동하는 과정을 이용하여 DNA 분자의 크기와 모양을 분석하는 방법이다. DNA의 음전하로 인해 전기장 내에서 음극 방...
1
2
3
4
5
6
7
8
9