[분자생물학] 유전자 클로닝에서 파지 λ의 역할

소개

분자생물학 레포트 입니다.

목차

1. 유전자 클로닝의 원리
2. 클로닝을 위한 기본 전략의 세가지 단계
3. 박테리오파아지에 제놈 DNA 절편의 클로닝
4. 유전자 서고(library)의 작성

본문내용

1. 유전자 클로닝의 원리

클론이란 1개의 바이러스 혹은 세포(또는 개체)가 출발점이 되어 자가증식을 반복한 결과인 동일 유전자형의 집단이다. 바이러스의 경우 그 집단은 플라크이며 세포의 경우는 콜로니이다.
λ파지는 대장균의 갈락토스 대사에 대한 유전자를 받아들여 형질도입 파지λ gal을 형성한다. 또 Φ80파지는 트립토판 생합성에 필요한 효소를 코드하는 유전자 내에 다양한 유전자를 받아들여 형질도입 파지 Φ80 trp을 형성한다. 그리고 유전자학적으로 연구하여 대장균의 어떤 유전자에서도 대량으로 유전자를 얻을 수 있다.
이러한 생각을 더욱 발전시키면 대장균 DNA 뿐만이 아니라 진핵생물의 DNA도 제한효소로 단편화하여 이종 DNA를 자가증식하는 DNA에 DNA 리가제를 이용하여 삽입 결합시켜 in vitro에서 재조합 DNA를 만들 수 있다. 그리고 이들을 개발 세포에 도입하면 각각의 콜로니 또는 플라크는 재조합 DNA를 포함하고 있으므로 대량으로 증식시킨 후, DNA를 정제하여 같은 제한효소로 절단하면 삽입 DNA 분자를 순수하고 충분한 양을 제조할 수 있다.
이처럼 재조합 DNA작성 개념은 형질도입의 원리와 같다. 원핵생물의 유전자를 해석하기 위해 발전한 원리가 현재 진핵생물의 유전자를 해석할 수 있는 유전자 클로닝이라는 획기적인 기법으로 발전한 것이다.

① 플라스미드나 λ 파지 등, 자기증식 인자의 분자 유전학적 해석이 가능하게 되어 이들을 유전자 DNA를 운반하는 벡터로 이용하는 기법이 확립되었다.
② 박테리아의 세포내에서 자가증식하는 벡터 DNA(환상 DNA)를 추출하고 제한 효소로 절단하여 개환한 후, 같은 제한 효소로 절단한 다른 종의 유전자 DNA(또는 그 단편)와 DNA 리가제를 이용해 in vitro에서 서로 연결한다.
③ 새로 만든 재조합 DNA를 Ca2+로 처리하여 투과성을 높인 대장균 세포에 트란스포메이션하여 도입하거나, 파지 입자에 포함시켜 도입시키는 기법이 개발되었다. 세포내로 들어온 재조합 DNA는 단순한 DNA 단편이 아니라 자가복제 능력을 가지고 있으므로 이종 DNA 부분도 세포내에서 증식하게 된다.
④ 더욱이 대장균의 전사와 번역의 개시에 필요한 영역의 하류에 연결시키면, 이종 유전자 DNA로 코드되던 단백질이 대장균의 세포내에서 생산 가능해 진다.

참고자료

· ․『유전공학』 박영순외 5명 探求堂
· ․『분자생물학의 이해』 Ozeki Haruo 고려의학