전기영동의 원리와 DNA 분리 [생명과학 세특, 통합과학, 수행평가, 심화탐구, 진로탐구 보고서]

소개

[통합과학 세특, 생명과학1 세특, 심화탐구, 진로탐구 보고서]
전기영동을 이용한 DNA 분리, 전기영동의 원리와 이용에 대한 보고서입니다. 아가로오스 젤 전기영동을 이용한 DNA 분리를 예로 들어, 전기영동의 원리와 과정을 이해하는 데 초점을 맞추었습니다.

목차

1. 전기영동을 이용한 DNA 분리의 근본 원리
2. 전기영동시 젤상에서 DNA 이동에 영향을 주는 요인
3. 아가로오스 젤 전기영동의 전체 과정
4. 전기영동의 이용

본문내용

1.전기영동의 원리

전기영동(electrophoresis)이란 DNA와 같이 전하를 띤 고분자 물질을 전기장을 띤 매질(젤)에 얹고 이동시켜 분리하는 방법으로, 물질의 순도나 성질을 분석하는 등 다양한 목적으로 이용된다. 전기영동은 물에 적신 한천이나 젤리 등의 반고형상 지지판(젤) 위에, 양전하 또는 음전하를 띠는 물질을 얹고 전장을 걸어주면, 전하를 띤 물질이 양극 또는 음극으로 이동하는 현상을 이용한다. 전하를 띤 물질을 젤에 앉히고 직류 전기를 흘려주면 음전하를 띤 물질은 양극으로, 양전하를 띤 물질은 음극 쪽으로 이동한다.

그림1. DNA 분자는 수용액에서 음전하를 띤다. 젤에 DNA를 얹고 전장을 걸어주면 DNA 분자는젤상에서 양극 쪽으로 이동한다.

이와 같이 전기영동은 물에 적신 한천이나 젤리 등의 반고형상 지지판(젤) 위에, 양전하 또는 음전하를 띠는 물질을 얹고 전장을 걸어주면, 전하를 띤 물질이 양극 또는 음극으로 이동하는 현상을 이용하는 방법이다. 전하를 띤 물질을 젤에 앉히고 직류 전기를 흘려주면 음전하를 띤 물질은 양극으로, 양전하를 띤 물질은 음극 쪽으로 이동한다.
전기장 속에서 물질이 이동하는 속도는 일반적으로 전하 수에 비례하고 물질의 크기에 반비례한다. 그러나 전기영동에서 사용하는 젤은 다공성 망상 구조, 즉 그물망과 같은 반고체 지지판이므로, 전기영동에서 DNA는 젤의 그물눈(구멍)을 통과해서 이동해야 한다. 따라서 구멍의 크기가 일정하다면 사이즈가 작은 DNA가 큰 DNA보다 더 빠르게 이동한다. 이러한 성질을 이용하여 DNA 분자를 크기에 따라 분리할 수 있다(그림3, 4 참고).

2. 아가로오스 젤 전기영동을 이용한 DNA 분리

대부분의 DNA 전기영동에는 아가로오스 젤이 사용된다. 아가로오스 젤 전기영동을 이용한 DNA의 분리와 그 과정을 살펴보자.

참고자료

· 유전공학의 이해 (라이프사이언스)
· 일반생명공학 및 실험 (동아대학교 출판부)
· DNA (한국학술정보)