◈질소 동화 - 대부분의 고등식물이 뿌리를 통하여 토양으로부터 흡수하는 질소의 형태는질산염(NO)이다. 뿌리에 의해 흡수된 질산염은 식물체에 의해 암모니아(NH)로 환원된다음 유기질소 화합물로 편입되며, 질소동화작용은 질산의 환원, 아미노산 생성, 단백질합성의 3단계로 일어난다.◈질산염의 환원 - 첫 번째 반응은 질산염 환원으로서 시토졸에서 일어나며 질산환원효소(nitrate reductase)에 의해 촉매되고, 두 번째 반응은 아질산염 환원으로 색소체에서 일어나며 아질산환원효소(nitrite reductase)에 의해 촉매된다.2e6eNO─→ NO─→ NH질산염 환원에 필요한 두 개의 전자는 대부분의 경우 NADH에 의하여 공급되며 일부 식물에서는 NADPH에 의하여 공급된다.◈암모니아 동화 - 식물세포는 질산염 동화에서 발생하거나 또는 광호흡에 의해서 발생한 암모니아를 신속하게 아미노산으로 바꾼다. 이 전환의 주요 경로에서는 글루타민 합성효소와 글루탐산 생성효소가 순차적으로 작용한다.◈아미드, 아미노산 생성 - 암모니아는 강한 독성을 나타내기 때문에 식물체내에 축적되지 않고 바로 유기질소화합물 합성에 이용되어야 한다.아미노산 생성과정은 암모늄 이온이 글루탐산(glutamic acid)과 반응하여 글루타민(glutamine)이 합성되는 것으로 시작되며, 이 반응은 글루타민 합성효소(glutamine synthetase, GS)에 의해 촉매되는데, ATP를 필요로 하며 이때 암모늄 이온의 아미노기는글루타민의 아미드기로 편입된다.다음 반응에서 아미드기는 a-케토글루타르산의 카르보닐기에 전달되어 두 분자의 글루탐산이 만들어진다. 이 반응은 글루탐산 합성효소(glutamate synthase, GOGAT)에 의해 촉매되는데, 이때 필요한 두 개의 전자를 공급하는 공여체는 엽록체에서는 페레독신, 전 색소체에서는 NAD(P)H이다.여기에서 형성된 두 분자의 글루탐산 중 하나는 다시 글루타민 합성효소의 기질로 이용되며, 다른 한 분자는 단백질 합성의 원료로 사용되거나 아미노기 전달반응을 통하여 다른아미노산 합성에 이용된다.한편 또 하나의 암모니아 이용 경로가 있는데 이는 환원성 아민화반응(reductive amination)이며 반응식으로 나타내면,a-케토글루타르산 + NAD(P)H + NH→ 글루탐산 + NAD(P)+ HO이 반응은 엽록체와 미토콘드리아에 있는 글루탐산 탈수소효소(glutamate dehydrogenase)에 의해 촉매된다. 암모늄이온은 식물에 흡수된 후 바로 호흡 반응에서 생성된 중간 산물인 α-케토글루타르산과 결합하여 글루탐산이 된다. 글루탐산은 질소동화작용에서 만들어지는 최초의 아미노산이다.◈아미노기 전달반응 - 식물체에서는 모든 아미노산이 글루타민과 글루탐산으로부터 합성될 수 있으며, 글루탐산은 아미노기 전달반응에 의하여 다른 아미노산 합성에 이용된다.
실험6. Transformation of the Competent E. coli cell?요약Transformation(형질전환)이란 DNA를 bacteria 세포 내로 주입하여 새로운 유전형질을 추가로 갖게 하는 것이다. 오늘 실험을 통해 지난 주 ligation한 DNA를 Competent E. coli cell에 주입시켜 형질전환된 colony를 배양한다.?서론Transformation형질전환은 외부로부터 주어진 DNA에 의하여 생물의 유전적인 성질이 변하는 일을 말하며, 수용세포에 노출된 DNA가 흡수, 통합, 발현되는 과정으로 몇몇의 박테리아 사이에서 자연적으로 일어나는 현상이다. 다당류로 이루어진 두꺼운 막, 즉 협막을 가진 S형 균으로부터 DNA를 추출하여 이것을 다당류성 협막을 가지지 않은 R형 균에 작용시키면 R형 균의 일부가 S형 균으로 변한다. 이것은 S형 세균의 DAN가 R형 세균 속에 들어가서 유전자 발현을 하기 때문이다. 전환을 일으키는데 필요한 DNA의 최소량은 약 10만분의 1mol이며, DNA의 single strand를 주는 것보다도 double strand를 주는 쪽이 전환을 일으키기 쉽다. 대장균을 포함한 다른 종은 외부DNA를 흡수할 능력이 없다. 이러한 한계점을 극복하기 위해서 수용세포로 DNA를 삽입하기 위한 인공적인 방법이 고안되었고 수많은 실험생물에 적용되었다. 움직이게 할 수 있는 DNA의 2번째 방법인 형질전환은 1928년 Fred Griffith에 의해 발견되었다. 형질전환은 유전자 형태에서 수용성 Chromosome의 분자 중간물과 합성된 물질인 드러난 DNA분자나 단편에서 이루어진다. 자연적인 DNA형질전환은 박테리아를 줌으로써 시작되는데, 박테리아가 섞이면 그들은 주위환경의 대부분의 DNA를 풀어놓는다. 이 단편들은 아마도 비교적 크고 여러 유전자를 내포하고 있다. 만약 이 단편이 반응성이 있는 세포와 접촉하면 DNA를 끌어들여 형질전환을 할 수도 있다.비교적 DNA의 고농축은 정상적으로 자연 속에 제공되조할 때, calcium buffer를 넣는 것은 세포벽을 녹여 세포중앙에 hole을 형성하여 transformation이 되는 것을 쉽게 하고, Heat shock 과정을 통해 세포중앙에 생성된 구멍을 통하여 DNA가 세포벽 속으로 쉽게 들어갈 수 있다.Competent cell을 이용해 LB plate상에서 콜로니 접종을 통해 사진에서와 같은 결과로 positive PT7-Cys (즉, positive 튜브를 도말한 것)에서는 1512개의 많은 수의 균이 형성되었으므로 효율성이 좋은가를 판단할 수 있었고, nagative PT7-Cys에서는 균이 발견되지 않았으므로 다른 균에 의한 오염이 없었다는 것을 알 수 있었고, ligation 튜브를 도말한 LB plate에서는 1~10개 사이의 균이 형성되어 이론적인 결과와 동일한 결과가 나왔다.ligation test를 통해 만족한 결과를 얻지는 못했지만, transformation 결과가 나쁘지 않아 다행이었다.?참고문헌실험노트, 강의 프린트연세대학교 의과대학 생화학-분자생물학교실 및 유전과학연구소 홈페이지야후 지식검색, 네이버 지식인실험7. Small scale plasmid 분리 & Selection (Screening)?요약이번실험은 ligation후 성공적으로 transformation된 colony들이 숙주세포 내에서 그 수를 증가시키며 또한 분열을 통해서 증가된 개체들로부터 plasmid DNA를 뽑아내는 실험을 한다. 실험과정은 실험2의 방법과 같으며, 전기영동 결과로 transformation된 colony들이 숙주세포 내에서 발견되는지 selection을 통해 가능성 있는 plasmid DNA에 제한효소를 처리하여 자르기 전의 DNA와 제한효소를 처리하여 vector와 insert로 나눠진 DNA의 size를 비교해본다.?서론Plasmid의 구성Plasmid는 크게 다음과 같은 세 부분으로 구성되어 있다.1) Replication origin이 부분은 plasmid가 자가복제할 때 처음 인식하는0㎕ ethanol이 담긴 튜브에 피펫으로 옮긴다.10. 10min 원심분리.11. 원심분리한 후 상층액은 버리고, 70% ethanol 200c로 washing.12. 30sec 원심분리 후, 상층액을 tip으로 깨끗이 제거한다.13. DNA pellet을 진공dry.14. RNase 20㎕로 DNA pellet을 녹인 후 loading.15. loading 결과 band를 보고, selection을 통해 가능성 있는 DNA를 골라낸다.16. DNA 3㎕10×buffer 1㎕NdeⅠ 1㎕SalⅠ 1㎕D.W 4㎕T.V 10㎕한 튜브에 total volume이 10㎕되게 위와 같이 제조한 후 패팅하여 잘 섞어준다.17. 37°C incubate에 1시간 30분 동안 둔다.18. 자르기전 DNA 1㎕와 자른 후의 DNA 12㎕정도를 번갈아 loading.19. host에서 분리한 DNA와 재조합 DNA가 일치하는지 확인한다.?결과 및 토론우리 조에서는 우리가 원하는 vector와 insert 가 잘 연결되었는지 확인하기 위하여 재조합 한 DNA를 6개의 tube에 나누어 실험하였다. selection하기위해 control vector(사진 상에는 안 나왔음)를 먼저 loading하고 재조합DNA를 1번 tube부터 차례로 loading하였다. 왼쪽의 사진이loading한 결과이고, 이 band로부터 3,4,6번 tube의 DNA가 원하는 결과를 얻을 수 있는 가능성이 있다고 판단되었다.=>control vector보다 재조합DNA의 size가 약간 더 높게 나타나야 한다. (재조합DNA에는 vector와 insert가 같이 들어있기 때문)오른쪽 사진은 3,4,6번 tube의 제한효소(NdeⅠ,SalⅠ)의 처리에 따라 재조합DNA를 자르기전 DNA 1㎕와 자른 후의 DNA 12㎕정도를 번갈아 loading한 band의 모습이다.가능성 있다고 여겨졌던 3,4,6번 tube중 6번tube만이 사진에서와 같이 vector와 insert로 선명하게 분리되었다. 6번 tub산물의 길이가 50-15,000 bp인 경우 nTaq DNA polymerase는 1 kb에 1분의 elongation 시간이 필요하고, nPfu DNA polymerase의 경우엔 1 kb에 2분 정도가 적당 하다.-Cycle number대부분의 경우 25-35 cycles이 적당하며, 주형 DNA의 수가 작은 경우 40-45 cycles을 수행하기도 한다. cycle 수를 불필요하게 증가시키는 것은 비 특이적인 DNA의 증폭을 일으키므로 바람직하지 않다. 이론적으로 n번의 PCR cycle을 수행하면 증폭된 산물의 양은 2n배가 되지만 실제로는 “plateau effect"에 의해서 이보다 적은 양이 얻어진다.-PrimerPrimer의 선택은 PCR 성공에 가장 중요한 요인 중 하나이다. 적정농도는 0.1-0.6 μM 이며, 적정농도 이상으로 높이면 비특이적 증폭산물과 primer 이합체가 생길 수 있다. 적절한 길이는 15-30 염기이며 긴 DNA를 증폭할 경우에는 30 염기 이상을 사용하기도 한다. G+C의 비율은 50-60%가 이상적이며 두 primer의 Tm 값은 비슷하게 맞추는 것이 좋다. 또한 primer의 3' 말단에 3개 이상의 G 혹은 C가 연속적으로 오면 비 특이적 반응이 많아질 수 있으므로 피해야 하고, 두 primer의 3' 말단이 서로 상보적이면 primer 이합체가 생길 수 있으므로 주의해야 한다. primer의 3‘ 말단과 주형 DNA가 안정한 결합을 이루도록 primer의 3’ 말단이 AT-rich 염기서열이 되지 않도록 하는 것이 좋다.?재료 및 방법재료e-tube , 재조합DNA, 10X buffer, 25 mM MgCl2, 10 mM dNTPs, Forward-primer, Reverse-primer, Taq polymerase, D.W, PCR 증폭기, PCR e-tube, Centrifuge, Agarose gel, Electrophoresis, vortex방법1. 지난시간 selection된 6번 tube의 재조합DNing을 위한 agent로 사용된다. 따라서 bis-acrylamide의 비율이 높아질수록 cross-linking이 많아지므로 gel의 pore size를 줄일 수 있다.SDS-PAGE에서 단백질이 분리되는 원리단백질은 아미노산이 길게 연결되어 있는 고분자 물질이며, 각각의 아미노산의 종류와 배열 순서에 따라 그 기능이 정해진다. 단백질은 선형의 일차 구조에서 다른 여러 수소결합, 소수성 결합 등에 의 해서 입체적인 구조를 가지게 된다. 이러한 단백질 전기영동은 단백질분자의 전하를 이용한 분리법이다.단백질 분자는 보통 등전점 이외의 pH에서는 양 또는 음의 전하를 가지고 있어서 일정한 pH의 완충액 중에서 직류 전류를 가하면 양극 또는 음극방향으로 이동한다. 전기영동의 원리는 단백질의 길이에 의존한다.단백질의 3차 구조를 깨고 선형으로 만들어서 단백질의 charge에 의해 한쪽 전극 방향으로 끌리게 만든다. 즉 단백질 분자의 전하량, 분자의 크기에 따라 이동하는 속도가 다른 점을 이용하여 분리하는 것이다. 또한 모든 단백질들은 구성하고 있는 amino acid에 따라 질량과 pI (isoelectric point)값이 다르다. 따라서 이 두 요인을 이용하여 단백질을 분리할 수 있다. pI를 이용하여 단백질을 펼치는 방법 을 IEF (isoelectric focusing)라고 하며 질량에 의해서 단백질을 펼치는 방법을 SDS-PAGE (SDS-polyacrylamide gel electrophoresis) 라고 한다. SDS-PAGE는 두 가지의 다른 gel이 붙어있는 상태인 불연속(discontinuous pH) gel 전기영동으로 시행하게 된다. 이를 사용하면 단백질 시료가 gel에 apply되었을 때 모든 시료가 같은 점에서 출발할 수 있도록 압축이 되고, 그다음에 성질에 따라 분리되게 된다.따라서 두 gel의 농도나 pH가 다르게 설정되어 있다. 윗부분의 gel은 stacking gel이라 부르며, acrylamide 농도는 주로 3~5%이고 pH는 rre되기
실험1. Pure culture & Medium (Reagent)?요약미생물의 여러 가지 특성을 조사하기 위해서는 반드시 단일 종의 미생물을 분리해 내야하며 단일 종의 미생물을 분리하는 방법에는 획선법(streaking method), 도말법(spreading method), 평판 주입법(puring method)이 있다. 이 실험에서는 획선법과 도말법을 이용하여 단일 종의 미생물을 분리해낸다.?서론-획선법(streaking method) : 도말평판법, 멸균된 백금이에 분리하고자 하는 미생물의 시료를 묻혀 고체배지의 한쪽에서부터 시작하여 점진적으로 도말하는 방법이다.한쪽에서 점진적으로 도말하면 inoculum이 차츰 희석되어 마지막 도말 부위에서 하나의세포만을 얻어 배양할 수 있다.-도말법(spreading method) : 표면도말법, 미생물이 함유된 한 방울의 현탁액을 고체배지위에 멸균된 유리막대로 펼치는 방법이다.-평판 주입법(puring method) : 주입평판법, 시료를 연속적으로 희석한 후 시료의 일부를액상의 고체배지에 섞은 다음 평판접시에 함께 부어 고화시킨 뒤 배양하는 방법이다.재료E.coli, LB plate, 알콜램프, 삼각 spreader, 백금이, incubator, 70% ethanol, 비커?재료 및 방법방법LB plate(1% pepton, 0.5% yeast exract, 1% Nacl, 1.5% agar)1. 시약을 1g 저울에 달아 삼각플라스크에 넣고, 물 100㎖에 녹인다.2. 삼각플라스크의 입구를 호일로 막는다.3. 121°C에서 15min 멸균.4. 50°C에서 항생제를 투여.Spreading1. LB plate에 E.coli를 적당량 붓는다.2. 삼각 spreader를 화염멸균하고 충분히 식힌 후 도말.(살살 밀어서 펴바름)3. LB plate를 양방향으로 돌려가며 도말하고, 찢어지거나 뭉치는 곳이 없도록 주의한다.Streaking1. 백금이를 화염멸균한 후 충분히 식힌다.2. E.coli가 들어있는 둥근 플라스크에 사용하는 시약Solution I50 mM glucose 2.5㎖25 mM Tris-Cl (pH 8.0) 1.25㎖10 mM EDTA (pH 8.0) 1㎖*EDTA는 세포벽에서 Ca을 제거하여 세포막을 느슨하게 한다. 한편 glucose는 세포벽은 느슨하게 하지만, 삼투압을 유지시켜 세포구조의 외형을 유지시켜주고, Tris-Cl은 세포 구조를 안정화시키는 역할을 한다.Solution Ⅱ0.2N NaOH(freshly diluted from a 10N stock) 1㎖1% SDS 5㎖*NaOH는 pH를 12~13으로 만들어 chromosomal DNA, protein, plasmid를 변성시키고, SDS는 세포를 lysis 시키고 단백질을 변성시킨다. 이러한 용액의 사용목적은 size가 작은 재생 가능한 plasmid만을 분리해내기 위함이다. (chromosomal DNA, protein 등은 size가 상대적으로 커서 재생불가능하다.)Solution Ⅲ5M potassium acetate 30㎖glacial acetic acid 5.75㎖HO 11.5㎖*pH를 낮추어 plasmid를 재생시키는 산성용액이다. (size가 큰 chromosomal DNA, protein은 재생이 잘 안 된다.)?재료 및 방법재료배양한 cell, e-tube, incubator, solutionⅠ,Ⅱ,Ⅲ용액, vortex, pipet, TE buffer(RNase A), phenol/chloroform, ethanol+acetate, 70% ethanol, centrifugal separator, ice, vacuum pump방법1. LB plate에서 자라난 colony를 1개 따서 LB broth 10㎖에 접종하여 37°C rolling drum incubator에서 12~16hr 키운다.2. 키운 cell을 e-tube에 1.5㎖ 옮겨 6000rpm에서 5min 원심분리. (2번반복)3. 원심분리 후 상층액은 버리고, cell pellet에 solutionⅠ용액을 150㎕ 넣지고 있음이 밝혀졌다.Plasmid는 한 세포에서 다른 세포로 옮겨갈 수 있는 성질을 지니고 있으므로 유전자를 옮기는 운반자 혹은 vector로 작용을 한다. 항생제 내성을 지닌다는 이유로 의사들에게는 반갑지 않은 존재로 여겨지지만 분자생물학의 연구에 있어서는 유전자 특성 규명에 없어서는 안 될 중요한 수단으로 이용되고 있다. 즉 외부에서 연구하고자 하는 DNA 조각을 plasmid에 삽입하여 연결시킨 후 박테리아에 넣어 주면 이 형질전환된 세포내에서 DNA는 독자적으로 복제되므로 DNA 조각을 cloning하는 vector로 이용될 수 있는 것이다.분자생물학 실험에 사용되는 plasmid는 자연계에 존재하는 plasmid의 특정 부위를 조합하여 만든 plasmid가 이용된다. 이러한 plasmid는 작고 활성이 높은 relaxed replication origin을가지고 있으며 적어도 항생제 내성에 대한 한 개의 유전자를 지니고 있다. 또한 이들 plasmid 내에는 한 가지 제한효소에 의해 단지 한군데만 절단될 수 있는 부위를 여러 개 가지고 있으므로 실험실 내에서의 조작을 쉽게 해주고 있다.실험과정을 보자면, 우선 세포벽을 깬다. 하지만 이 때 세포막은 유지되도록 해야 한다. 세포벽을 군데군데 무너뜨리는 물질은 EDTA이며, 이때 sucrose나 glucose가 첨가되어 세포의 형태를 유지하도록 한다. 때로는 lysozyme을 쓰기도 한다. 세포막을 깬 후, 크기가 큰chromosomal DNA가 너무 잘게 조각나는 것을 방지하면서 용액에 DNA를 노출시킨다.SDS라는 detergent가 세포막을 녹여버리면서 안에 있던 세포 내용물이 용액으로 흘러나오게 된다. 이때 바로 alkali 용액에 노출된 DNA는 모두 denature 된다. 그러나 크기가 작은 supercoiled plasmid DNA는 그다지 심각하게 되지 않는 성질을 이용하는 것이다. 그 다음, pH를 급격히 7.0까지 복구시키면 크기가 작고 supercoiled form을 유지하고 있던 p전되는 것은 DNA뿐만 아니라 RNA등의 불순물도 포함하므로 Isoprapanol을 한번 더 사용한다. 그리고 PEG는 고분자물질을 잡아주는 역할을 하는데 즉, DNA를 binding해준다.ethanol 다운시 Ammonium acetate는 이온분자들을 전기적 중성으로 만들어 ethanol의 침전율을 높여주는 역할을 하며, Ammonium acetate외에 salt로 사용되는 것에는 Lithium chloride, Sodium chloride, Sodium acetate등이 있다.실험과정 중에서 phenol이 포함된 용액을 원심분리한 후 피펫으로 상층액을 분리할 때에는phenol이 노란색을 띄어 층 구분이 분명하여 분리해내기 쉬웠지만, chloroform용액을 넣고 원심분리한 후 상층액을 분리할 때에는 색깔구분이 없어 층 구분이 어려웠으며, loading전 TE-buffer를 넣고 pellet을 녹일 때 DNA가 녹으면서 DNA의 농도 때문에 용액이 젤리처럼 끈적끈적해지고 잘 녹지 않아 시간이 많이 걸렸다. 하지만 이제는 이럴 경우 피펫팅을 통해 녹여주면 빨리 녹는다는 것을 깨달았다.?참고문헌연세대학교 의과대학 생화학-분자생물학교실 및 유전과학연구소 홈페이지blog.empas.com/myonjiny/list.html?c=1276967&p=4실험4. Preparation of Chromosomal DNA from Bacillus?요약이전시간까지 plasmid DNA를 얻기 위한 실험이었고, 이번에는 chromosomal DNA를 오늘 실험을 통해 분리해낸다. plasmid DNA와 chromosomal DNA는 그 안에 들어있는 정보 자체가 다른데, plasmid DNA는 항생제에 박테리아가 내성을 가질 수 있도록 해주는 단백질을 가지고 있으며, chromosomal DNA는 박테리아가 살아가는 데 중요한 정보를 가지고 있다.박테리아가 특정 항생제에 노출만 되지 않는다면 plasmid DNA가 없어도 살아 갈 수 있지만, chromosomal DNA가 없다면 13. 200㎕ Phenol(1:1 volume)을 넣은 후 원심분리14. 원심분리한 상층액을 40㎕의 Sodium acetate와 900㎕의 ethanol이 담긴 튜브에 넣고 (Ethanol 다운), 원심분리15. 상층액은 버리고, 200㎕의 70% ethanol로 washing16. 원심분리17. 상층액을 피펫으로 제거하여 버리고, pellet이 담긴 튜브는 dry18. TEN buffer 10㎕ 넣고 침전물 녹인 후 loading?결과 및 토론두 번의 실험동안 chromosomal DNA와 plasmid DNA의 size차이를 이용해 재생 가능한 plasmid DNA를 분리해내었고, 이번실험에서는 size가 상대적으로 큰 chromosomal DNA를 Doi method을 이용하여 분리해내었다.SET buffer의 당은 세포구조의 외형을 유지시키고, EDTA가 세포벽을 느슨하게 한다. Lysozyme 또한세포벽을 깨뜨리는 역할을 하며, 그 후 SDS를 첨가하여 protein 등을 변성시킨다. 이 과정들은 plasmid DNA를 분리할 때 solutionⅠ,Ⅱ 용액을첨가하는 과정과 동일하며 EDTA, SDS는 solution용액에 포함되어있는 물질이다.phenol/chloroform은 protein 등을 걸러주며, proteinase K는 단백질을 제거하는 역할을 한다.그리고 DNA는 에탄올 안에 있을 때 안정적인데, Ethanol 다운을 통해 DNA를 침전시키고 같이 침전된 RNA는 RNase를 첨가해줌으로써 가수분해하여 DNA만을 분리해낸다.plasmid DNA 분리와 동일한 원리로 chromosomal DNA를 분리해내기 때문에 실험방법이 거의 유사하였고, 비교적 간단한 실험이었지만 실험과정 중 incubate에 두어야 하는 시간이 오래 걸려 약간은 지루한 실험이었다.사진에서처럼 밴드가 길게 늘어져있어 실험과정 중 불순물제거 과정이 올바르지 않았음을 알 수 있다. 이 때문에 정확한 밴드의 위치를 파악하기 어렵다.나름대로 수업에 최선을 다했다고 생각했는다.
LMO종류국내 LMO - 우리나라에서는 LMO에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있으나 현재 LMO가 상업적으로 재배되지는 않는다.국외 LMO - 우리 주변에서 가장 많이 유통되고 있으며 전 세계적으로 관심과 우려가 가장 많은 것이 콩, 옥수수, 목화, 카놀라로 대표되는 유전자변형 농산물이다. 2007년 기준으로 제초제내성 콩의 재배 면적이 전 세계 콩 재배면적의 64%를 점유하고 있다는 것에서 알 수 있듯이 1996년에 상업적 재배가 최초로 이루어진 이후 LMO작물의 재배국가와 재배면적은 급속히 증가하고 있다.수입현황 - 우리나라의 곡물 자급률은 2008년 기준으로 27.8%로 30%수준에도 미치지 못하며, 특히 콩과 옥수수의 자급률은 각각 13.6%, 0.8%로 매우 낮은 실정이다. 따라서 국내에서 소비되는 LMO는 국외에서 상업화된 LMO작물이 대부분이다. LM농산물의 경우 수입물량의 대부분을 미국에서 수입하고 있으며(콩40%, 옥수수98%), 식용 콩은 99%이상이 식용유 제조에 이용되고 있다.콩, 옥수수의 국내 수입량 단위 : 천톤, 천달러구분2*************08물량물량물량물량콩식용LMO1,0198861,030932일반312244276281옥수수식용LMO-0.0120.1792일반1,9591,8541,952688사료용LMO2,3465,3784,3697,047일반4,2471,4952,277422대표 LM식품, 농산물-상업화-개발 또는 시험재배 중유전자변형식품에 대한 인식많은 사람들이 유전자변형생물체를 화학, 의약, 환경오염 정화 등에 이용하는 것에는 오히려 긍정적인 반응을 보이면서도 이것을 식품에 이용하는 것은 매우 까다로운 반응을 보이고 있다. 이것은 LMO에 대한 필요성을 느끼지만 자신에게 직접적으로 영향을 미치게 되는 것에 거부감을 가지고 있기 때문이다. 이러한 불안감을 해소하기 위해서 인체에 예기치 못한 악영향이 없다는 연구결과 및 방지대책과 안전성에 대한 충분한 자료가 필요하다.그러나 이러한 소비자들의 불안감도 LMO에 대한 정보를 습득할 경우 상당 부분 인식의 변화를 가져올 수 있다. 최근 한국 식품공업협회에서 LMO의 안전성 및 표시제도와 관련한 공론 조사를 실시한 결과, 정보가 전달될수록 LMO에 대한 극단적 구매거부 태도가 감소하고 수용도가 높아지는 것으로 나타났다. 주로 방송이나 신문 등 언론보도를 통해 특히 LMO의 부정적인 면만 부각되면서 자신도 모르게 가졌던 불안감을 올바른 정보의 전달로 해소시킬 수 있음을 보여준다.GMO 안전성대부분의 사람들이 LMO에 직?간접적으로 접촉되었을 경우 특별히 독성이나 알레르기 등이 유발되는 경우는 없는 지를 우려하고 있다. 그러나 기존 식품 중에도 예를 들어, 우유, 닭고기, 돼지고기, 복숭아, 땅콩 등은 사람에 따라 알레르기를 유발하며, 은행 열매 등과 같이 많이 섭취했을 경우 인체에 해로운 것들도 상당수 존재한다. 하지만, 기존 식품에 대해서는 그 안전성을 별도의 과학적 방법으로 평가한 적은 없는 반면, LMO에 대한 시험방법은 국제식량농업기구(FAO)와 세계보건기구(WHO)에 의해 평가되어 왔다.LMO는 ①직접 건강에 해를 끼치는 독성이 있는지 ②알레르기를 일으키지는 않는지 ③별도의 영양성분이나 독성을 지니는 성분이 있는지 ④삽입된 유전자가 안전성(stability)을 가지는지 ⑤유전자가 재조합됨으로써 영양학적 변화는 없는지 ⑥유전자 삽입으로 인해 의도하지 않았던 효과는 없는 지 등에 관하여 과학적으로 증명된 경우에만 시판이 허용되고 있으므로 정부의 인체위해성심사기준을 통과한 LMO는 인체에 안전하다고 할 수 있다.GMO안전성논란사례실험과정한쪽엔 Non-GMO옥수수가루를, 다른 한쪽엔 GMO옥수수가루를 각각 애벌레에게 먹이로 준다.실험결과Non-GMO옥수수가루를 먹은 애벌레의 움직임은 활발하나, GMO옥수수가루를 먹은 애벌레는 움직임이 둔해지고 급기야 죽은 듯한 애벌레도 발생했다.=>식품자체가 지닌 살충효과를 강조함반론실험결과만 보자면 사람에게도 영향을 미칠 수 있을 것이라고 생각하기 쉽지만, 애벌레와 사람의 소화기는 다르며, 그 차이를 이용해 해충에게는 유해하고 사람에게는 무해하게 개발한 것이 해충저항성 옥수수이다.해충저항성 옥수수에 대한 애벌레 대조실험실험과정한쪽엔 Non-GMO콩을, 다른 한쪽엔 GMO콩을 각각 임신한 어미 쥐에게 먹게 하고 태어난 쥐를 관찰한다.실험결과러시아의 에르마코바 박사는 GMO콩을 먹은 경우가 일반 콩을 먹은 경우에 비하여 생후 3주 안에 사망률이 6배나 높고 일부는 저체중을 보인다고 발표하였다.반론영국 식품기준청에서는 에르마코바 박사의 연구는 결과를 평가하는데 필요한 요소들이 결여되어 있으며, 연구 결과는 여러 가지 요인 때문에 일어날 수 있으므로 연구팀과 같은 결론은 내릴 수 없다고 지적하였다. 또, 2004년 쥐의 4세대에 걸친 GMO콩의 영향을 실험한 결과 사망률이나 성장에 영향을 주지 않는다고 이미 논문에서 발표되었다.GMO콩의 쥐 실험GMO옥수수가 가축사망률에 미치는 영향 실험실험과정제초제 내성 옥수수 T-25와 일반 옥수수를 사료로 하여 각각 140마리의 닭을 42일간 사육한다.실험결과일반 옥수수로 사육한 닭에서는 5마리만 폐사한 반면, T-25 옥수수로 사육한 닭은 10마리가 폐사하였다. 이 실험결과로 T-25 옥수수가 일반 옥수수보다 닭의 치사율을 2배나 증가시킨다고 주장하였다.반론유럽연합은 T-25를 먹은 닭의 사망률은 통상적인 닭의 폐사율 5~8%의 범위 내에 속하므로 T-25가 일반 옥수수보다 폐사율을 증가시킨다고 볼 수 없다고밝혔다.찬성견해아직까지 인체나 환경에 대한 위해성에 대해서는 충분히 검증될만한 기간이 지나지 않아 논란도 여전히 있지만 이러한 논란들은 오히려 안전성에 대한 연구를 가속화하는 역할을 하고 있다. 공론조사 결과에서 보여지듯이 GMO에 대한 인식은 쉽게 접할 수 있는 언론 매체들을 통해 GMO에 대한 부정적인 면만이 비추어져 무조건적으로 나쁘다고 생각하는 사람들이 많기 때문에 GMO에 대한 충분한 지식을 제공하고 GMO제품의 표시대상과 범위를 확대하여 소비자에게 알권리와 선택권을 제공하여야 할 것이다.사실상 우리나라는 곡물자급률이 30%수준에도 미치지 못하므로 대부분을 수입에 의존해야 하는데 전 세계적으로 GM작물재배를 선택하는 국가와 재배면적이 확대되고 있어Non-GMO의 확보가 어려워지며 그 프리미엄 또한 급격히 증가하고 있어, 불가피하게 받아들일 수밖에 없는 상황이다. 또, 국제 곡물시장의 곡물수급 현황은 계속해서 재고율이 감소하는데 비해 수요는 꾸준히 증가하고 있어 면적당 보다 많은 작물을 재배하기 위해 GMO생산과 사용은 세계적으로 보편화되고 있는 추세이다.1996년에 상업적 재배가 최초로 이루어진 이후 계속해서 우리는 알게 모르게 GM식품을 섭취하여 왔지만 과학적으로 증명된 GMO에 의한 어떠한 피해사례도 없었으며, 지속적인 안전성 평가를 통해 안전성을 입증하고 있으므로 안심해도 될 것이다.현재도 GM기술을 이용해 작물의 영양성을 강화하고, 저장성을 지속시켜주는 등의 연구개발이 이루어지고 있으며, 향후에는 안전성에 대한 충분한 연구 결과가 확보되어 GMO가 더 다양한 분야에서 활발하게 이용되길 기대해본다.한가지 알아두어야 할 점은 우리가 일상생활에서 늘상 먹는 농산물도 교배를 통해서 특성을 바꿔온 것으로 GMO와 마찬가지로 유전자의 돌연변이에 의해서 일어난다는 사실이다. 그럼에도 불구하고 대부분의 사람들이 GMO에 불안감을 느끼는 것은 안전하지 않아서가 아니라 인체에 어떠한 영향을 주는지 정확하게 밝혀지지 않았기 때문이다.이제는 안전한 GMO를 만드는데 주력을 해야지 GMO를 만들어도 된다 안된다를 의논할 때가 아니라 GMO를 더 안전하게 만드는데 주력해야할 때이다.유전자 조작 식품이 인체에 미치는 영향1. 알레르기 유발 가능성 - 대부분의 사람들이 LMO에 직?간접적으로 접촉되었을 경우 특별히 독성이나 알레르기 등이 유발되는 경우는 없는 지를 우려하고 있다. 그러나 기존 식품 중에도 예를 들어, 우유, 닭고기, 돼지고기, 복숭아, 땅콩 등은 사람에 따라 알레르기를 유발할 수 있다.2. 위와 장에 미치는 영향 - 변형 DNA가 유전적으로 악영향을 끼칠지도 모른다고 우려되지만, DNA는 매우 빨리 분해가 되며, 우리의 소화시스템은 새로운 DNA를 인식하지 못한다. 영국왕립학회의 보고서에서는 유전자변형 DNA의 소화는 인간의 건강에 위협을 주 지 않는다고 밝혔다.3. 선택마크 유전자의 위험성 - 유용유전자의 형질전환 시에 외부의 DNA가 세포내로 들어갔는지 구별하기 위한 장치로 표지인자를 유용유전자와 같이 사용을 하게 되는데,GM 작물의 개발에 사용되는 항생제 마커 유전자의 안전성에 대하여 사람이나 가축에 건강상의 위해를 준다는 증거는 없다.4. 변형식품으로 인한 피해사례 - 트립토판은 식품 첨가제로 흔히 사용되는 필수 아미노산의 일종이다.사건의 경과1989년 쇼와덴코의 원료를 이용한 GM 트립토판제품이 미국에서 다이어트 보조식품으로 판매되었으며, 판매 후 몇 개월 만에 37명이 사망하고, 1500명 이상 장애자가 발생하였다.이는 유전자변형식품은 위험하다는 인식이 전 세계적으로 유포되는 계기가 되었다.
비타민과 무기질비타민(Vitamin)이란..?라틴어로 생명(vita)와 질소복합물(amine)이 결합된 단어 생명을 위해 필수적인 영양소로서 신체에 미량으로 요구되고, 특별한 대사 기능을 가지며 체내에서 전혀 합성되지 않거나 또는 적절한 양으로 합성되지 않아 식품에 의해 공급되어야 하는 유기물질비타민의 분류지용성비타민 : 유기용매에 용해, 지방과 함께 섭취하면 소화 흡수율이 증가 - 뇨를 통해 배설되지 않아 체내 조직에 축적되기 때문에 과잉섭취는 부작용 일으킴 - 비타민A, D, E, K 수용성비타민 : 물에 잘 용해, 지용성 비타민보다 체외로 쉽게 배설 - 과잉 섭취되면 신장으로 배출 - 비타민B군, C지용성비타민①비타민A 기능-시각관련 기능, 세포분화에 관여, 항암작용 및 항산화작용 결핍증-야맹증, 안구건조증, 피부 이상, 모낭의 각화증 과잉증-구토, 두통, 현기증, 근육 기능 조절불량②비타민D 기능-혈중 칼슘 농도의 조절, 세포 증식과 분화 조절, 뼈의 형성에 관여 결핍증-구루병, 골연화증, 골다공증 과잉증-고칼슘혈증. 신장결석지용성비타민③비타민E 기능-항산화기능, 노화지연, 면역 기능 유지, 심혈관계 질환 예방, 암예방 결핍증-용혈성 빈혈, 근육위축증 과잉증-면역계의 기능 손상④비타민K 기능-간에서 혈액응고인자(프로트 롬빈)의 합성에 관여 결핍증-소아 만성장염, 열대성 설사, 대장염, 코피수용성비타민①티아민(비타민 B1) 기능-조효소의 구성성분, 탄수화 물 대사과정에 관여, 신경전달물 질(아세틸콜린) 합성에 관여 결핍증-각기병, 소화계 기능 저하, 심부전증 ②리보플라빈(비타민 B2) 기능-조효소의 전구체 역할, 입 속 점막보호, 체내 산화환원작용 결핍증-구순구각염, 설염 ③나이아신 기능-세포내 산화, 약리작용 결핍증-펠라그라 과잉증-피부홍조, 혈당 증가④판토텐산 기능-CoA 구성성분, ATP생성, 신경전달물질 합성 결핍증-피부염 ⑤비오틴 기능-포도당, 지방산 합성, DNA 합성과정에 관여 결핍증-경련과 뇌손상수용성비타민⑥비타민 B6 기능-아미노산 대사과정에 작용, 혈구세포 합성, 탄수화물 대사 결핍증-피부염, 구각염, 구내염 ⑦엽산 기능-DNA 합성 및 세포분열, 메티 오닌 합성 결핍증-임신 중에는 조산, 사산, 설염, 설사, 성장장애⑧비타민 B12 기능-핵산합성, 신경섬유의 수초 유지, 적혈구 형성, 세포분열 결핍증-거대적아구성 빈혈, 신경계 손상 ⑨비타민C 기능-콜라겐 합성, 항산화기능, 면역기능, 카르니틴 합성 결핍증-괴혈병 과잉증-위염, 복통, 신장의 수산결석신종 플루 등 전염병은 면역력과 깊은 관계. 면역력을 높이는 동시에 여러 질병의 예방 효과에 탁월한 비타민C에 주목. 비타민C가 감기 예방에 좋다는 사실은 이미 많은 사람이 알고 있다. 비타민C는 강력한 항산화 기능 을 갖고 있어 초기 감기일 때 평소보다 많은 양을 충분히 섭취하면 그 효과를 볼 수 있다. 매일경제비타민D의 중요성무기질(mineral)이란..?식품성분 중에서 당질, 지질, 단백질, 비타민 등 유기물과 수분을 제외한 부분 식품을 태웠을 때 재가 되어 남는 부분(회분) 단백질, 당질, 지질과 달리 에너지를 내지 않고 신체 내에 극소량 존재하지만 생리작용, 생명현상 유지에 절대적으로 필요 단일원소 그 자체가 영양소로서 반드시 외부에서 섭취되어야 하는 필수영양소무기질의 분류다량무기질 : 하루에 100mg 이상을 필요로 하는 무기질 - 체액의 산,염기의 평형유지, 삼투압 유지에 기여 - Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg 미량무기질 : 하루에 100mg 이하로 소량을 필요로 하는 무기질 - 효소, 색소, 비타민, 혈색소, 근육색소, 단백질의 구성성분으로, 각종 반응 및 식품의 색깔에 기여 - Fe, Zn, Cu, Se, F, I, Mn, Co, Mo 등무기질의 기능산, 염기의 균형 - 양이온을 형성 무기질(Na, Ca, Mg, K) : 염기성 - 음이온을 형성 무기질(Cl, S, P) : 산성 신체의 필수성분 (체조직,경조직,효소,호르몬 등) 물의 균형 조절 촉매작용 - 체내의 이화작용(catabolism), 동화작용(anabolism)에서 촉매로 작용다량무기질①칼슘 기능-골격과 치아 형성, 혈액 응고, 근육의 수축, 이완 작용, 신경전달, 세포막 투과성 조절 결핍증- 골연화증, 골다공증②인 기능-골격과 치아 형성, 신체 필수 물질의 구성, 영양소의 흡수와 운송, 산, 염기의 균형 조절 결핍증-소아지방변증, 저인산혈증 ③마그네슘 기능-효소반응의 촉매, 신경의 자극 전달작용, 근육 이완 결핍증-근육 수축, 신경의 불안정, 떨림증다량무기질④나트륨 기능-삼투압조절, 산, 염기의 균형 조절, 근육섬유의 수축 결핍증-근육경련 ⑤칼륨 기능-삼투압조절, 세포액의 보전, 산, 염기 균형조절, 신경전달, 근육섬유의 수축 조절 결핍증-조직의 분해, 근육경련⑥염소 기능-세포 외액의 물의 균형, 삼투 압의 조절, pH조절 결핍증-식욕부진, 소화불량 ⑦황 기능-조직의 호흡작용, 생물적 산화과정에 관여,해독 작용 결핍증-피부염, 신경염, 손톱,발톱 연화증미량무기질①철 기능-산소운반, 에너지대사에 관여, 적혈구 생성 결핍증-빈혈, 피로, 두통 ②구리 기능-철분의 흡수, 이용에 도움 결핍증-빈혈, 백혈구감소, 뼈 손실 ③아연 기능-생체막 구조, 기능을 유지, 상처의 회복, 면역체계 강화, 인슐 린, 핵산 합성 결핍증-상처회복의 지연, 탈모 ④요오드 기능-갑상선호르몬 생성 결핍증-갑상선종, 크레틴종⑤망간 기능-금속계 효소의 구성요소, 뼈와 연골조직 형성, 단백질 대사 에 관여 결핍증-성호르몬 합성 저하, 골다 공증, 관절질환 등 골격계 질환, 파킨슨증후군 ⑥코발트 기능-비타민B12의 구성성분, 적혈 구 생성에 관여 결핍증-적혈구장애, 악성빈혈 ⑦플루오르 기능-골격과 치아의 조직구성, 충치예방, 박테리아 성장, 대사를 억제 결핍증-충치발생, 발육부진, 빈혈감사합니다^^{nameOfApplication=Show}
