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일반생물학실험 REPORT - 혈액의 관찰, 혈액형 판정 및 혈구 수 측정

일반생물학 실험 REPORT혈구 세포 관찰 및 혈액형 판정 , 혈구 수 측정혈액을 체취하여 혈액형을 판정함과 동시에 혈구 세포들을 관찰해보고 , 적혈구 수를 계측해 본다.실험 제목 : 혈구 세포 관찰 및 혈액형 판정, 혈구 수 측정실험 목적 : 사람의 혈액 속에 들어 있는 혈구를 관찰하여 종류를 판별하며 각각의 구조적 특징과 기능을 알아보고, 혈액형 및 혈액형 판정의 원리를 이해한다.또한, 우리 혈액 속에 존재하는 적혈구 수를 계측해본다.이 론 ( Theory )1. 혈구 관찰가. 혈액 이란?- 혈액은 뼈 속에 있는 골수에서 만들어진 후 우리 몸의 혈관을 통해 온 몸을 끊임없이 순환하며 우리의 생명을 지키고 유지하는 중요한 역할을 한다. 우리 몸은 약 4-6리터의 혈액을 가지고 있으며, 혈액은 크게 혈장 성분과 혈구 성분으로 나뉜다.나. 혈액의 구성- 혈액은 세포 성분인 혈구와 액체 성분인 혈장으로 구분되어지는데, 혈구에는 산소나 이산화탄소를 운반하는 무핵의 적혈구와 식균 작용으로 우리 몸을 방어하는 핵을 가진 무정형의 백혈구 그리고 혈액 응고에 관여하는 작고 무정형인 무핵의 혈소판 등이 떠있는 유동성 현탁액 등이 있다.다. 적혈구사람의 적혈구는 지름 약 7㎛, 두께 약 2㎛의 원반상이고, 양면의 중앙부가 오목하게 들어간 형상을 하고 있으며, 핵이 없다. 헤모글로빈을 품고 있어 산소를 운반하는 일을 한다. 골수에서 만들어지며, 혈액 속에서 약 100일간 작용한 후 파괴되지만, 혈액 속의 적혈구 수는 항상 일정하게 유지되고 있다.라. 백혈구포유류의 적혈구는 핵이 없으나 백혈구는 핵을 가지고 있다. 즉, 핵을 가졌다는 것은 1개의 세포로서의 자격을 충분히 갖추었다는 뜻이 된다. 한 개체로서의 적혈구는 모양이나 크기가 다소 다르더라도 본질적으로는 한 종류인데, 백혈구는 세포의 크기나 핵의 모양, 원형질 내의 과립(顆粒)의 유무나 성질로 보아서 몇몇 종류로 구분된다. 세포체 내에 특수한 성질의 과립을 함유하는 과립백혈구는 골수에서 생기고, 특수한 과립이 없이 세포체가O혈액형과 Rh혈액형이다.나. ABO식 혈액형ABO식 혈액형은 각 혈액의 적혈구가 갖는 항원의 기호에 따라 A, B, AB, O형의 4가지로 나눈다. 이러한 항원은 유전적으로 결정되는 것이며, 각 인종에 따라 그 표현형의 출현 빈도는 각각 다르다. 한편 혈장에는 항원 A, B에 대하여 각각 α(항A)와 β(항B)항체가 있다. 수혈을 할 경우에는 혈액을 제공하는 사람과 받는 사람의 혈액형 사이에 수혈가능 여부를 반드시 검사해야 한다. 부적합한 혈액형 사이에서 수혈을 하면 항원-항체 반응에 의한 적혈구의 응집현상이 일어나 위험한 부작용을 가져오며, 심한 경우에는 생명까지 위협을 받게 된다. 수혈에 있어서 문제가 되는 것은 공혈자의 적혈구가 수혈자의 혈장 내의 항체에 의해 일어나는 응집현상 뿐이며, 반대로 공혈자의 혈장에 의해 수혈자의 적혈구가 응집되는 일은 거의 엇다. 왜냐하면 후자의 경우, 공혈자의 혈장 내 항체는 수혈자의 혈장에 의해 수혈즉시 희석되기 때문이다. 그러므로 O형 혈액형인 경우 적혈구에 항원이 없으므로 응집이 일어날 수 없고, 또 혈장내 항체는 수혈자의 혈장에 의해 곧 희석되므로 이를 만능 공혈자라 부른다. 또한 AB형은 이와 정반대의 현상을 나타내므로 만능수혈자라 한다.다. Rh식 혈액형ABO식 혈액형과 관계없이 Rh항원 유무에 따라 혈액형을 분류할 수도 있다. 레자스 원숭이(Macacusrhesus)의 적혈구를 토끼에 주사했을 때 생기는 면역혈청을 얻어내어 이를 사람의 혈액과 섞었을 때 혈구가 응집하는 경우를 Rh양성(Rh+)이라 하고, 응집하지 않는 경우를 Rh음성(Rh-)이라 한다. 이는 Rh+인 사람의 적혈구에는 Rh항원이라는 응집원이 있기 때문이다. 이 Rh항원도 유전성이며 Rh+가 우성이다. 백인은 약 15%가 Rh-인 반면에 한국인의 Rh- 비율은 0.4%에 불과하다. Rh-인 사람이 Rh+인 사람의 혈액을 수혈 받을 경우, 처음에는 별로 지장이 없으나 수혈을 거듭하면 처음 받은 적혈구의 Rh항원에 대한 항체(항-Rh)가 혈장 내에 리식염수), 적혈구 피펫, 혈구 계산판(hemocytometer), 광학 현미경실험 방법 ( Methods )혈액형 판정 실험1. 혈액 체취① 소독솜을 이용하여 손가락 끝을 닦는다.② 일회용 란셋으로 손가락 끝을 딴다.③ 혈액을 슬라이드 글래스에 한 방울씩 총 세 방울을 놓는다.2. 항혈청A, 항혈청B, 항혈청 D 시약을 각각 한 방울씩 떨어뜨린다.3. 잘 섞어준 후에 관찰한다.혈구 세포 관찰 실험1. 새 slide glass의 우측 끝에서 1.5 cm 정도 안쪽 부위에 혈액 한 방울을 놓는다.2. Spreader(미는 유리)를 우측 손으로 쥐고 혈액에 접촉시켜 고르게 퍼지면 30도 각도를 유지하여 천천히 (힘을 가하지 말것) 같은 힘으로 slide 좌측방향으로 쭉 민다. 도말을 끝 부분은 예리하게 절단되어야 한다.3. Blood film을 공기 중에서 자연 건조시킨다.혈구 수 측정 실험1. 피펫을 잘 닦아서, 혈액을 10 ul를 990 ul 희석액에 넣은 후 100배 희석액 준비2. 100배 희석액을 피펫으로 50 ul를 취하여 혈구계수판 한 쪽 끝에 넣는다3. 계산판에 희석액이 스며들도록 잘 떨어뜨린다.4. 혈구가 가라앉도록 2-3분정도 기다린 후 현미경을 100~400배로 하여 혈구수를 샌다.5. 두 명의 혈액을 측정할 수 있다.실험 결과 ( Results )< 혈액형 판정 실험 결과 >-사진 상의 위부터 아래 순서대로 B형 , A형이다.-노란색의 항B혈청에 의하여 조그마한 덩어리 형태의 조각들이 응집되어 보인다.(사진의 위 슬라이드 글라스) 이에 반해, 파란색의 항 A혈청에 의하여는 덩어리진 조각들이 전혀 보이지 않는다.(사진의 위 슬라이드 글라스)-노란색의 항 B 혈청에 의하여는 묽게 퍼진 것 이외의 특징은 관찰할 수 없는 것에 비하여, 파란색의 항 A 혈청에 의해서는 덩어리진 작은 응집 조각들을 관찰할 수 있다.(사진의 아래 슬라이드 글라스)-조원들 중 O형과 AB형은 존재하지 않아 다른 혈액형은 관찰할 수 없었다.< 혈구 수 측정 실험 결과 >-혈는 것을 목적으로 하는 실험이다. 또한, 혈구계수판을 이용하여 혈구 수를 직접 세어보아 혈액 속 들어있는 혈구 수를 이론 값과 대조해보는 실험도 수행하였다. 가장 먼저, 혈액형 판별 실험에서는 자신의 혈액형 TYPE과 일치하는 혈청에서는 모두 정상적으로 응집이 되고, 그렇지 않은 경우는 묽게 퍼지면서 응집 반응을 일으키지 않는 것을 관찰할 수 있었다. 이론적으로 알고 있던 ABO식 혈액형의 항원-항체 반응과 동일한 결과를 볼 수 있었는데, 조원들 중에는 존재하지 않았던 AB형과 O형도 실험에 참가하였다면 각각 항 A혈청, 항B혈청 모두에 응집 , 모두 응집 안함 의 결과를 얻을 수 있었을 것이다. 실제 실험 중에는 비록 수행하지는 않았지만, 현미경 관찰을 통해 이들을 보았다면, 응집 반응을 일으킨 슬라이드 글라스 위에서는 혈구들이 상당 수 뭉쳐있어 주위부분보다 훨씬 붉은 색의 덩어리 모양을 관찰할 수도 있었을 것이라 생각한다. ABO 식 혈액형 이외에도 사람의 경우 Rh식, MNSs, Lewis Duffy, Kidd 등 500여 가지 항원이 다양하게 존재하는데, 이 가운데 ABO식과 Rh식 혈액형이 중요하게 다루어지는 이유는 수혈을 하였을 때, 항원-항체 반응으로 서로 다른 혈액형의 적혈구를 파괴하기 때문인 것으로 알려져 있다.다음으로 진행한 실험인 혈구 세포 관찰 실험에서는 핵이 없는 원형 모양의 수많은 적혈구들과 이보다는 크기가 상대적으로 큰 여러 개의 백혈구들, 또한 크기는 아주 작아 마치 점처럼 보이는 혈소판까지도 확인할 수 있었다. 이 실험의 경우 실험과정에서의 가장 중요한 점이 단연 각 혈구세포들을 명확히 관찰할 수 있는 가시성이라는 점을 고려해 볼 때, 실험 과정에서의 오류는 혈액의 도말 과정과 염색 과정에서 나왔을 것이라고 생각한다. 가장 먼저 찾을 수 있는 실험 과정의 오류는 결과 상 사진이 전체적으로 희미하게 염색된 것으로부터 찾을 수 있다. 이는 실험 시간의 한계로 염색 시간 20분을 모두 채우지 못했다는 점과 염색약을 육안 상으로도 조금은또한, 성별을 가리지 않고 이런 경향은 지속되며 X-선 조사가 없어지면 다시 원래의 정상 세포 수를 회복하는 경향도 보인다. 또 여기에서 흥미로운 점은 일정 irradiation 이상의 X-선 조사가 있어야만 혈구세포의 수는 급격히 줄어들며 그 이하의 X-선 조사에서는 어떠한 변화도 보이지 않는다는 즉, 혈구세포 수 감소에 필요한 X-선 조사에도 일종의 문턱이 존재한다는 사실이다.마지막으로 진행한 혈구 수 관찰 실험에서는 실험 결과 1mm^3안에 총 2925,000개의 적혈구 수를 계산해 낼 수 있었다. 이는 이론 상으로 알려져 있는 정상인 남자의 적혈구 수 (약 500만 개)의 58.5 %로써 41.5%의 큰 오차를 보인다. Hemocytometer에 나타난 혈구 수를 잘못 세지 않았다는 가정하에 (실제로 두 번 더 세어보아 평균값을 내어 계산하였다.) 이러한 오차율이 나타난 원인을 두 가지 정도로 분석하였다. 첫 번째 원인으로는 단순하게 같은 부위의 혈액을 여러 번 채취한 결과로 그 부위의 적혈구 수가 조금은 줄어들었을 수 있다. 실험 세 개를 동시에 진행한 결과 부득이하게 한 사람의 혈액을 동시에 여러 번 채취해야 할 경우가 있으므로 이 때문에 채취 부위의 적혈구 수가 줄어들었을 수 있다고 보는 것이다. 실제로 대한진단검사의학회가 실시하는 적혈구 수 검사 결과 정보에 의하면, 지속적인 소량의 출혈이 동반될 경우, 적혈구 숫자는 감소하는 경향을 보이며 이것이 지속될 경우 만성빈혈의 증상도 보일 수 있다고 기록되어 있다. 두 번째 원인으로는 실제 희석배율이 100이 아닐 수도 있다는 것을 들 수 있다. 실험 과정 도중 희석 과정 중 증류수 내에 혈액이10 마이크로리터보다는 조금 덜 되는 양을 희석액으로 사용하였는데 이 때문에 실제로는 희석 배율이 100을 넘음에도 불구하고 100으로 가정하고 계산한 나머지 계산된 혈구 수가 실제보다 적게 측정이 되었을 수 있다. 다만, 이 부분은 재실험을 하는 방법 이외에는 달리 검증이 쉽지는 않아 보인다.혈구 수를 측정하는pdf

자연과학| 2023.06.29| 13페이지| 2,500원| 조회(307)

혈액, 혈액형, 혈구, 일반생물학, 일반생물학실험

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일반생물학실험 REPORT_Plasmid mini-prep

일반생물학 실험 REPORTPlasmid mini-prep & Restriction enzyme & ElectrophoresisMini-prep을 이용하여 Plasmid를 분리해보고 Electrophoresis를 통해 이를 확인할 수 있다.실험 제목 : Plasmid mini-prep & Restriction enzyme & Electrophoresis실험 목적 : Mini-prep를 이용하여 Bacteria의 Plasmid를 분리해보고 Electrophoresis를 통해 Restriction enzyme의 작동 여부와 그 원리를 이해한다.이론 ( Introduction )-플라스미드는 세균을 비롯해 많은 생물들이 염색체 외에 추가로 갖고 있는 DNA 조각으로 크기가 상대적으로 작고 스스로 복제할 수 있는 능력이 있어 클로닝할 때 유용한 벡터로 활용되고 있다. 숙주의 성장과 생식과정에 필수적이지는 않지만 종류에 따라 항생물질 등에 대한 저항성 유전자, 접합에 관여하는 유전자, 새로운 대사를 가능하게 하는 유전자들을 가지고 있어 숙주세포에 선택적 이점을 갖게 해주기도 한다.플라스미드를 분리하는 방법을 매우 다양하게 개발되어 있으나 기본적인 원리는 플라스미드 DNA가 염색체 DNA에 비해 작으며 환상 DNA라는 특성을 이용하는 것이다. 알칼리성 용균(Alkaline lysis method)방법은 1979년에 번보임(Birnboim)과 돌루(Dolu)등에 의해 대장균에서 플라스미드를 분리하는 것으로 개발된 이후 지금까지 사용되고 있는 방법이다. 세균을 높은 pH에서 강한 음이온 세정제인 SDS로 처리하여 세포벽을 깨고, 플라스미드 DNA를 상등액으로 유리시킨다. 이때, 염색체 DNA와 단백질, 깨진 세포벽 등은 SDS와 함께 커다란 침전물을 형성하게 되며 이는 원심분리에 의해 제거된다. 알칼리성 용액에서 플라스미드 DNA도 이중가닥이 풀릴 수 있지만 공유결합 폐환상(Covalently closed circle, CCC) 형태여서 완전히 외가닥으로 풀리지 않으며 중성, 바이러스의 침입으로부터 자신을 방어하는 역할을 한다.제한 효소의 작동원리제한 효소가 인식하는 부위는 회문(palindrome)이라는 특수한 서열을 가진다. 즉 양 사슬의 5'에서 3'방향으로 똑같은 염기서열을 가진다는 뜻이다. 특정 염기서열은 인식자리를 나타낸다. 예를 들어 효소 EcoRI는 DNA 이중나선에서 GAATTC라는 염기서열을 만날 때에만 DNA를 절단하여 5'-돌출 점착말단(5'-overhang sticky end)을 형성한다.5'--GAATTC--3' → 5'--G/AATTC--3'3'--CTTAAG--5' → 3'--CTTAA/G--5'(/부분이 절단 되는 부분)위와 같이 DNA의 이중 가닥 중 한 가닥이 돌출된 형태를 점착말단(sticky end)이라고 한다. 반면 DNA 이중가닥을 수직으로 자르는 제한 효소도 존재하는데, 이렇게 잘린 DNA 말단부는 평활말단(blunt end)이라고 부른다.제한 효소의 종류Ⅰ형 (Type Ⅰ)제한 효소와 메틸화효소가 뭉쳐져 있고, 인식자리와 제한 자리가 서로 다르다. 이러한 인식자리에서 약 1000개 염기 정도 떨어진 곳에서 비특이적으로 DNA를 자른다. 또한 활성에 ATP나 S-아데노실메티오닌, 마그네슘이온(Mg2+)등을 필요로 한다. DNA 절단 위치의 특이성이 없기 때문에 실험 목적으로는 거의 사용하지 않는다.Ⅱ형 (Type Ⅱ)인식자리가 특이적이고 제한 자리 또한 주변의 염기로 특이적으로 작용한다. 실험실에서 주로 사용하는 것이 이 Ⅱ형이다. Ⅱ형 안에는 연관성이 낮은 여러 가지 제한 효소가 섞여 있어서, 8개형으로 세분하여 분류한다.겔 전기영동법( Gel electrophoresis )란?-겔 전기 영동법(gel electrophoresis)은 겔 메트릭스에 전류를 흘려보내 DNA, RNA, 단백질 등을 분리하는 실험 방법이다.겔 전기영동법의 과정위 그림과 같이 한천으로 된 겔에 시료를 넣고 전류를 흘려보낸다. 수소 이온 농도가 중성일 때 DNA는 인산기 때문에 음전하를 띄므로 DNA는 양극쪽으, vortex등으로 심하게 흔들어서 섞지 않는다.350ul의 Buffer Sol3를 넣고 위아래로 4~6회 정도 위 아래로 돌려서 부드럽게 섞어준다.상온에서 10분간 원심분리를 수행한다.(13,000rpm)Column LoadingStep2의 원심분리로 얻어진 상층액을 spin column으로 옮긴다.13,000rpm으로 약 30초간 원심분리를 수행한다.아래 collection tube로 내려간 용액은 버리고 spin column을 다시 장착한다.이때, DNA는 spin column의 membrane에 결합하게 된다.Column Washing700ul의 Buffer NW를 spin column에 넣고 원심분리를 수행한다.(12,000rpm, 30초)Collection tube로 내려간 용액은 버리고 원심분리를 다시 한번 수행한다. (12,000rpm, 2 분)ElutionSpin column을 멸균된 1.5ml microtube(not provided)에 옮겨서 장착시킨다.30~50ul의 Buffer EB 또는 멸균된 증류수를 Spin column의 membrane 중앙에 바로 떨어뜨린다.상온에서 2분간 놓아둔 후 원심분리(12,000rpm, 2분)하여 정제된 DNA solution을 얻는다< Gel Elcetrophoresis >1.깨끗하고 건조한 전기영동 기구에 꼭 맞게 만들어진 플라스틱판을 수평으로 맞추어진 판 위에 주형을 둔다.2. 0.5x 또는 1x TAE buffer 100 ml 당 1g의 agarose 를 정량하여 삼각 플라스크 또는 유리병에 넣은 후 Microwave oven를 이용하여 agarose가 녹을 때까지 서서히 가열한다.3. 용액을 60°C까지 식힌다. 필요하면 ethidium bromide를 최종농도 0.5 μg/ml이 되도록 가하고 잘 혼합한다.4. Agarose 액 (sol 상태) 을 주형의 밑바닥으로부터 0.5∼1.0 mm정도 떨어져서 위치 까지 부은 후 comb을 꽂아 굳힌다.5. 굳은 agarose gel은 3∼5 mm 두esults )-* solution 3을 투여한 이후, sample의 chromosal DNA 실타래가 얽힌 것을 확인할 수 있다.* Elution 과정까지 모두 거치고 난 이후 spin column 안의 용액 속에서는 chromosal DNA 실타래를 확인할 수 없다.* Plasmid 는 그 크기가 매우 작아 눈으로 확인할 수 없었다.* Tracking dye에 의해 밝은 빛을 띠는 위에서부터 두 개의 band를 확인할 수 있다.* 2 개의 band가 확인됨으로써 Restriction enzyme에 의하여 plasmid가 제대로 cutting된 것을 확인할 수 있다.고찰 ( Discussion )-이번 실험은 여러가지 solution들의 조합으로 세균의 cell wall과 cell membrane을 부순 이후 plasmid를 분리해보고, 이를 Electrophoresis를 이용하여 Restriction enzyme에 의해 잘려진 plasmid를 직접 확인해보는 실험이다. 가장 먼저, 크기가 매우 작은 plasmid를 분리해냄에 있어서 이번 실험에서의 가장 중요한 부분이 시료의 청결과 실험기구를 다룰 때의 조심스러움임을 고려해 볼 때, 실험결과 상의 오류는 실험과정 중에서의 부주의로 인한 실험 기구 오염에서 나온다고 생각한다. 시료의 오염은 plasmid mini-prep의 첫 번째 과정에서부터 시작될 수 있는데 이는 피펫에 팁을 끼울 때에 팁 끝을 손으로 만짐으로써 1.5ml의 세균 시료를 분리해낼 때에 손에 묻어 있는 세균으로부터 결과 상의 오류를 야기할 수 있다. 그러나 이번 실험에서의 용액들이 ml단위나 마이크로리터 단위의 매우 적은 양을 사용함을 생각해보면 어떤 과정에서의 오류로부터 실험 결과 상의 어떠한 오류가 나타났는지를 판별하는 것은 매우 어려워 보인다. 두 번째로는 solution 2와 3을 넣어준 이후 시료를 섞어 주는 과정이 조심스럽지 못할 경우 이것이 실험 결과의 실패 요인으로 이어질 수 있음을 생각해볼 수 있다. Sol 2 와 3을 시료 Solution Ⅱ의 NaOH는 DNA를 denaturation 시킨다. Chromosomal DNA가 잘게 부서지지 않게 조심스럽게 처리한다.step 3. 중화단계- Solution Ⅲ은 renaturation을 유도하는 산성용액이다. 이로 인해 chromosomal DNA는 SDS, potassium과 함께 엉키게 된다.Sol 3을 처리한 이후, 육안으로 확인할 수 있을 정도의 길게 엉켜진 실타래를 확인할 수 있었는데 이는 chromosal DNA로 추정할 수 있다. Plasmid는 그 크기가 매우 작아 육안 상으로는 확인이 불가능하기 때문이다.다음으로는 박테리아 세포로부터 plasmid DNA를 소량으로 분리하는 방법을 Alkaline lysis prep이외의 boiling method, lithium mini prep 등을 조사하여 보았다.*boiling method고온과 세제로 박테리아 세포를 용해시킨다. 이 조건하에서 박테리아 DNA는 세포막에 붙어있게 된다. 이어서 원심분리로 박테리아 DNA와 막 등 복합체제를 침전시키고 상층액에 남아있는 플라스미드 DNA를 회수하여 분리한다.* Lithium mini prepplasmid DNA는 평판 또는 액체 배지에서 배양되는 E.coli로부터 획득할 수 있는데, 박테리아 세포는 tripton x-100/LiCl과 Phenol/chlorofome만을 이용하여 처리하여야만 한다. 이것은 plasmid DNA의 가용성화와 함께chromosomal DNA, cellular debris등의 침전을 일으킨다. debris는 원심분리를 통해 제거할 수 있다. 이러한 분리 절차로 choromosomal DNA등을 제외한 plasmid DNA만을 얻을 수 있게 된다.한 주 후 진행한 Electrophoresis 실험 이후, 실험 결과 상 사진으로부터 2개의 작고 비교적 굵게 보이는 band들을 확인할 수 있었다. 이로부터 비교적 성공적으로 plasmid가 restriction enzyme에 의하여 cutting된 것을 추

자연과학| 2023.06.29| 10페이지| 2,000원| 조회(215)

일반생물학, 일반생물학실험, Plasmid mini-prep

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생명공학과 졸업논문_Application of miRNAs in diagnosis and treatment of human diseases

MicroRNA(이하miRNA)는 short non-coding RNA로써, 대다수의 eukaryotes내의 유전자 발현을 조절하는 데에 있어 매우 중요한 역할을 수행한다. miRNA는 Dr. Victor Ambros에 의하여 처음 알려지기 시작하였는데, C.elegans의 lin-4는 단백질을 coding하지 않는 대신, small RNA pair를 형성하며 이 작은 RNA 쌍 중 smaller 22 ntds RNA가 lin-14 mRNA의 3‘-UTR 부위에서 partial complementarity로 lin-14 mRNA의 번역을 조절함을 발견하였다. 또한, C.elegans의 developmental timing을 조절하는 let-7 RNA는 다수의 mRNA를 그 target으로 하며, Drosophila melanogaster를 비롯하여 인간의 chromosome 22번 에도 보존되어 있음이 알려지게 되었다. 이후 human genome상에서는 1,000여 개 가 넘은 숫자의 miRNA가 존재함이 확인되었고, 이러한 conservation은 miRNA가 단순히 몇몇 mRNA의 번역을 조절한다는 것을 넘어서서 cell 수준에서의 differentiation, proliferation, cell cycle 더 나아가 조직의 homeostasis 유지, 기 관 형성 , developmental timing 관여 심지어는 여러 human diseases까지 human biology의 거의 모든 곳에 아주 뿌리 깊게 연관이 되어있음을 시사한다. 따라서, 이번 report에서는 miRNA의 biogenesis와 action mechanism을 다시 한 번 되짚어 봄과 동시에 현재 여러 human diseases 중에서도 특히 파킨슨씨 병과 암을 중심으로 임상에서 miRNA가 biomarker로써 진단을 위해 어떻게 이용이 되 고 있는지와 treatment를 위한 miRNA-based therapeutics들 중 몇 가지를 살펴 볼 것이다.

학위논문| 2023.06.29| 18페이지| 12,000원| 조회(1,067)

생명공학, 졸업논문, miRNA, 마이크로RNA

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독성생화학 REPORT_알킬 할라이드 및 여러 화합물의 간 독성

알킬 할라이드는 알킬 그룹의 수소 원자가 할로젠 원자로 치환되어 있는 혼합물을 지칭한 다. 아주 전형적인 알킬 할라이드에는 Chloromethane, Dichloromethane, Carbon tetrachloride, Dichlorodifluoremethane, Chloroethane, 1,1,1-Trichloroethane, 1,2-Dibromoethane 이 포함된다. 상업적으로 많이 이용되는 알킬 할라이드는 낮은 분자량 의 알케인 유도체들이 포함되는데, 이들의 예시는 다음과 같다.가장 먼저, 휘발성의 chloromehtane은 한때 냉장고 유체나 에어로졸 propellant로 사용되 었고, 현재에는 실리콘 생산에 이용된다. Dichloromethane은 비극성의 유기 용질을 녹이는 훌륭한 휘발성 용매이기에, 커피의 decaffeination이나 paint strip에 쓰이기도 하였다.

의/약학| 2023.06.29| 3페이지| 2,000원| 조회(109)

독성학, 간 독성, 알킬 할라이드, 독성생화학

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일반생물학 실험 REPORT - 알코올 발효(Alcohol fermentation)

알코올 발효Alcohol fermentation효모를 이용한 발효과정 관찰과 발효의 조건을 알아본다.실험 제목 : 알코올 발효 실험실험 목적 : 미생물(효모)을 이용한 발효 과정을 관찰하고, 발효의 조건을 알아본다.이 론 ( Theory )-1. 모든 생물은 생명활동을 위하여 에너지를 필요로 하는데 에너지를 획득하는 방법은 두 가지로 나눌 수 있다.유기 호흡 : 산소가 전자전달계의 최종전자수용체 역할을 하는 호흡을 말한다.무기 호흡 : 산소가 없는 환경에서 산화된 무기물 또는 유기물이 최종 전자 수용체의 역할을 한다.2. 발 효 과 정미생물이 자신이 가지고 있는 효소를 이용해 유기물을 분해시키는 과정을 발효라고 한다. 발효반응과 부패반응은 비슷한 과정에 의해 진행되지만 분해 결과, 우리의 생활에 유용하게 사용되는 물질이 만들어지면 발효라 하고 악취가 나거나 유해한 물질이 만들어지면 부패라고 한다.3. 알코올 발효와 젖산 발효A. 알코올 발효효모는 서식환경에서 산소가 부족할 때 무기호흡인 알코올 발효를 하여 해당작용의 결과 생성된 피루브산을 알코올과 이산화탄소로 분해한다. 이 경로에서는 해당작용의 과정 중 형성된 4분자의 ATP 중 인산화를 위한 2분자의 ATP를 제외하면 2분자의 ATP 만을 생산하게 된다.효모에 의하여 생산되는 알코올과 이산화탄소는 빵을 굽거나 술을 빚는 데 유용하다. 이산화탄소는 빵을 부풀어 올라오게도 하지만 ,맥주를 생산하는데 탄산기체를 형성하여 발포성 음료가 되게 하기도 한다.B. 젖산 발효어떤 종류의 균은 산소가 충분히 존재하는 환경에서도 호기성 호흡을 하지 못한다. 이와 같은 생물은 해당작용의 결과 형성된 피루브산을 포도당으로부터 유리된 수소와 결합하여 젖산으로 전환하는데 이 과정에서도 알코올 발효와 마찬가지로 2분자의 ATP 가 생산된다. 젖산 발효를 이용하여 생산하는 낙농제품 즉, 요구르트 ,치즈 등은 혐기성인 젖산균을 이용하여 축적된 젖산이 우유단백질을 고형화한 것으로 독특한 냄새를 풍긴다.4. 인체의 무기호흡대부분의 경우 인체의 농도가 충분할 때에는 호기성 호흡을 하여 ATP를 공급하지만 운동을 지속하여 과다한 양의 에너지가 필요한 경우 산소의 공급이 필요한 속도를 따라가지 못하기 때문에 무기호흡인 젖산 발효를 동반한다. 대부분의 젖산은 혈류에 의하여 간으로 이동되어 구연산회로를 거쳐 다시 ATP를 생산하거나 포도당으로 합성되지만 소수는 근육에 누적된다. 근육에 젖산이 상당 부분 누적되면 근육통을 유발한다.5. 부패무기호흡이나 그 생성물이 인체에 무해한 것을 발효, 유해한 것은 부패라 한다. 부패는 단백질이 미생물에 의해 분해되어 변패되는 것이다. 지방이 불완전분해되어 케톤류를 생성하는것도 일종의 부패라고한다. 무산소성 세균(anaerobic bacteria)은 악취가 나는 분해과정을 일으키는데, 질소를 포함한 생물의 배설물이나 사체(死體) 등을 불완전 분해하여, 각종 아민류 화합물과 황화수소를 포함한 화합물을 분해산물로 배출하기 때문이다.부패는 세균이 번식하기 좋은 조건인 20~40℃ 정도의 온도에, 습도가 높은 여름철에일어나기쉽다.주로고초균(Bacillussubtilis)․클로스트리디움속(─屬Clostridium)․슈도모나스속(Pseudomonas) 등과 장내세균 중의 몇 종류가 부패를 일으키는 미생물로 알려져 있다. 부패는 복잡한 생화학적 과정으로서 반응메커니즘이나 생성물의 생성과정에 대해서는 잘 알려져 있지 않지만, 복잡한 유기질소 화합물을 보다 간단한 유기질소 화합물이나 무기질소 화합물로 전환시키는 중요한 과정이다. 식품 등의 부패를 방지하기 위해서 가열․탈수․훈연․냉동․냉장․염장․조림 등을 사용하며, 최근에는 초저온 급속냉각법이나 방사선(γ선) 조사(照射), 약품첨가법 등이 적용되기도 한다.실험에 사용된 기구 및 재료( Materials )생효모(or 건조효모)2.5% 설탕 용액, 2.5% 포도당 용액, 2.5% 갈락토스 수용액큐네 발효관, 비커, 50ml tube0.1 M 인산완충액 (pH 6.7), 각 용액은 완충용액으로 만든다.실험 방법 ( Methods )생효모(포도당 20ml + 효모액 15ml발효관 C : 설탕 20ml + 효모액 15ml발효관 D ; 갈락토오스 20ml + 효모액 15ml(3) 맹관부의 눈금을 읽어 발생하는 기체의 부피를 10분 간격으로기록한다.(4) 각 발효관의 맹관부에 기체가 충분히 생기면 솜 마개를 빼고냄새를 맡아 본다.실험 결과 ( Results )늘어난 기체 부피늘어난 기체 부피배양액10분 경과 후20분 경과 후발효관 A0 ml0 ml발효관 B3.75 ml10.25 ml발효관 C6.25 ml8.75 ml발효관 D0 ml0 ml실험은 총 10분 간격 두 번에 걸쳐 관찰하였다.발효관 B에서 가장 많은 기체가 발생하였다.발효관 D의 경우는 20분 경과 이후에도 눈에 띄는 변화를 관찰하기 어려워 발생한 기체의 양을 0 ml로 처리하였다.고 찰 ( Discussion )-이번 실험은 효모액의 발효 결과 발생하는 이산화탄소 기체의 부피 변화를 관찰하고 동시에 효모의 발효가 어떤 조건에서 잘 일어나는지를 알아보는 실험이다. 가장 먼저, 4개의 발효관이 동일한 조건에서 한 가지 변수만 다르게 설정된 것을 감안할 때, 실험에서의 조작변인은 당의 종류이고 종속 변인은 이산화탄소 기체 발생량임을 알 수 있다. 특히 발효관 B,C,D에는 모두 효모액이 들어가 있으나, 발효관 A에만 증류수가 들어간 것을 보면 발효관 A는 대조군임을 파악할 수 있다. 결과적으로 이산화탄소 기체가 가장 많이 발생한 시험관은 B이다. 물론 실험 시간의 한계로 인해 단 20분만을 관찰하였지만 동일하게 이산화탄소 기체가 발생한 발효관 C와 비교해볼 때, 이산화탄소 기체 부피의 증가율은 발효관 B가 65%(37.5%에서 65%)로 발효관 C 25.0%(62.5%에서 25.0%)에 비해 월등히 높은 것을 파악할 수 있다. 따라서, 다른 외부 조건의 변화가 없는 한 발효관 B의 이산화탄소 기체 생성 속도와 부피는 이후에도 발효관 C에 비해 훨씬 높을 것이다.그렇다면 왜 포도당과 효모액이 포함되어 있는 발효관 B가 이와는 다른 당 조성을 가진 있는 효소에 의해 포도당과 과당으로 분해된 다음 효모의 세포 내로 흡수되는 것이다. 다시말해, 이당류인 설탕의 분자량이 단당류인 포도당의 분자량보다 크기 때문에 호흡에 필요한 과정이 더 길게 나타나는 것이고 포도당을 포함한 발효관 B의 실험 결과가 더욱 즉각적으로 나오게 되는 것이다.효모의 세포 속 설탕을 분해하는 효소는 saccharase라고 불리는 효소인데 이는 설탕을 가수분해하여 글루코오스와 프룩토오스의 혼합물(반전당이라고도 함)로 만드는 것을 주 작용으로 한다. 식물계에는 널리 분포하지만 동물계에는 장액 속에만 존재하는 것으로 알려져 있다.실험 결과를 본 이후 가장 의아했던 점은 갈락토오스도 포도당과 같은 단당류인데 왜 기체발생이 거의 보이지 않는 것일까 이었다. 이에 관련 자료를 조사하여 보았는데 명확한 답은 보이지 않았다. 결론부터 내리자면 이론적으로 갈락토오스도 포도당과 마찬가지로 효모의 세포막에 있는 채널을 통해 세포내로 흡수되어 사용된다. 실험 결과 에서 갈락토오스의 기체 생성반응이 보이지 않았던 이유는 두 가지로 추측된다. 첫 번째는 실험에서 사용한 효모가 갈락토오스를 해당 작용 경로로 도입하는 과정에서의 필요 효소가 없다는 가정이다. 이 부분은 추가적인 다른 실험이 필요할 것이라고 생각한다.두 번째는 갈락토오스의 분해 속도가 느린데 20분 동안의 짧은 실험 시간의 한계로 인하여 충분한 시간을 두고 기체의 발생을 관찰하지 못한 것이 아닐까라는 가정이다. 이 부분은 충분한 시간적 여유를 가지고 본다면 다시금 해결할 수 있는 문제이다.포도당의 분해 과정은 C6H12O6 (aq) → 2C2H5OH(aq) + 2CO2(g) 인데, 여기에서 분해 산물인 이산화탄소와 알코올은 각각 어떻게 확인할지 궁금하여 조사를 수행하였다. 먼저, 알코올은 간단하게 냄새를 맡음으로써 알 수 있는데 실제 실험과정에서는 효모액의 강한 향으로 인하여 알코올 냄새를 명확하게 확인할 수는 없었다. 이산화탄소 기체는 KOH를 이용해 판별해낼 수 있다. KOH는 이산화탄소를 흡수기성균과 이와 같은 환경에서는 발육할 수 없는 혐기성균 그리고 호기적 및 혐기적 조건 어느 곳에서도 발육할 수 있는 통성혐기성균으로 나뉜다. 이번 실험에 사용된 효모의 경우는 대부분 통성혐기성으로 분류되나 이들은 혐기성상태보다는 유리 산소의 존재 하에서 더욱 잘 증식한다. 즉, 산소의 존재하에서는 호흡을 통해, 산소가 없는 곳에서는 혐기성발효에 의해 에너지를 얻어 생존하는 것으로 알려져 있다.효모를 호기성 조건에 두면 ATP 생성계가 호흡으로 전환되어 균체는 많아질 수 있겠지만, 알코올 발효는 잘 되지 않아 알코올 생성량은 적어질 것이다. 따라서 알코올 발효는 될 수 있으면 최대한 혐기성 조건을 만들어주어야 한다. 예를 들어, 이번 실험 같은 경우는 솜을 사용하여 산소기체의 유입을 막았지만 코르크 마개와 같은 기구를 사용하여 큐네 발효관의 입구를 밀봉했다면 더욱 효율적으로 효모의 산소호흡을 차단할 수 있지 않을까 생각한다.마지막으로는 알코올 발효가 타 분야에서는 어떻게 사용되는지 또는 어떤 영향을 주는지 궁금하여 관련 저널을 몇 가지 찾아보았다. ‘Journal of forensic science society’에 의하면, 일반적인 식사 중에도 갑작스럽게 소화 도중 알코올 발효에 의한 alcohol intoxication이 발생하여 인체에 심각한 해를 끼칠 수 있는 세균이 존재한다. 가장 대표적인 예로는 Candida albicans 와 C. krusei가 있다. 이 세균들은 alcohol intoxication을 일으키는데 주요 증상으로는 alimentary tract에서의 비정상적으로 긴 시간 동안의 음식물 정체가 있다. 법의학에서는 관련 사건 때 이 점을 염두에 두며 수사를 진행한다고 한다.참고 문헌 ( Reference )- Campbell biology 10th edition / 7장 세포 호흡- 제 55회 전국과학 전람회 / ‘ 알코올 발효 실험의 정확한 측정에 대한 탐구 지도’- Journal of forensic science society / pdf

자연과학| 2023.06.29| 9페이지| 2,500원| 조회(270)

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