효소표현과 설계의 현대적 방법

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2020.07.08
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목차

1. 요약

2. 배경
1) 역사적 관점
2) 단순 모형
3) 고전 돌연변이 생성

3. 유전공학
1) 재조합 DNA 기법
2) 효소 디자인
3) 대사 경로 수정
4) 생산개선을 위한 엔지니어링

4. 유전자 조작 제품의 상용화
1) 예시
2) 규제 고려 사항
3) 소유권 보호
4) 소비자 태도

5. 미래에 대한 시사점

본문내용

1. 요약

유전자 공학이 등장하기 전까지 효소 생산자들은 시장을 위한 혁신적인 제품을 생산하는 능력에 한계가 있었다. 원하는 특성은 고전적인 돌연변이 유발 기법을 통해서만 강화될 수 있다. 하지만 재조합 DNA(rDNA) 기법을 사용할 수 있는 능력은 이러한 장벽들을 제거했다.
이 장의 목적은 효소 생산에 대한 현재의 예술과 과학을 단순하고 이해할 수 있는 방식으로 검토하고, 시장에서 이용할 수 있는 유전공학(GE) 제품을 기술하며, 새로운 식품 관련 용도에 대한 유전자 공학의 힘과 시사점을 제시하는 것이다.

2. 배경

1) 역사적 관점
유전자의 기본 법칙을 포함하여 단백질의 실제 구조를 정의하고, 단백질이 아미노산이라고 불리는 질소가 함유된 유기 분자의 고분자임을 규명하며 효소 촉매제에 대한 우리의 이해도 진보했다. 이러한 노력은 효소 분석 반응의 화학적 메커니즘을 이해할 수 있다는 것을 보여주었다.
2) 단순 모형
1958년, 크릭은 센트럴 도그마를 가설했다: 염색체 DNA가 리보핵산(RNA) 분자(전사)의 합성을 위한 템플릿으로 기능한다는 것이다. 세포질로 이동하여 단백질 내 아미노산의 배열을 결정한다(해독).

3) 고전 돌연변이 생성
실험실에서 돌연변이는 전사 또는 번역 시 기본 쌍 구성 오류, DNA를 합성하거나 복구하는 효소와의 간섭, 돌연변이, DNA 기능을 방해하는 화학물질(기초 대신 DNA에 통합된 아날로그), DNA에 흡수되어 손상되는 자외선에 노출, DNA에 대한 직접 화학 공격(Bailey and Ollis, 1986)과 같은 방법으로 유도할 수 있다.

3. 유전공학
1) 재조합 DNA 기법
방법의 핵심은 DNA를 자르고 결합할 수 있는 제한효소와 리가아제 효소의 발견이었다. DNA를 조작하고 재조합하는 능력은 돌연변이 유발에 보다 집중적인 접근을 가능하게 했고, 산업 미생물의 조작 가능성을 만들어 가치 있는 새로운 효소나 식재료를 합성했다.

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