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[미생물학]전기영동이란?

전기영동(Electrophoresis)에 대하여20012980 박준언DNA기술에서 필수적인 기술인 겔 전기영동(gel electrophoresis)은 단백질이나 핵산과 같은 거대 분자를 전기적 전하나 크기에 의해 물리적으로 분리하는 방법이다(김명원 외 6명, 2004).DNA는 backbone의 phosphate group 때문에 전기영동에 사용되는 buffer에서 음전기를 띄고 있으며 따라서 두 전극 사이에 위치했을 때 양쪽으로 움직이게 되는 것이다. 이때 DNA분자가 gel matrix 사이를 통과하는 속도는 분자량이 커질수록 늦어지며 gel matrix가 치밀 할수록 (gel %가 높을수록) 늦어진다. 또한 DNA 의 분자량이 같더라도 구조에 따라서 움직이는 속도가 다르다. 예를 들면 supercoil 된 DNA는 linear DNA보다 빠르게 움직인다. Gel의 재료는 agarose나 polyacrylamide가 흔히 쓰이며 분리하고자 하는 DNA의 크기에 따라서 선택한다. Agarose gel은 100bp 이상 20Kb까지의 DNA를 분리하는데 사용되며 polyacrylamide gel은 1Kb 이하 크기의 DNA를 분리하는데 쓰인다.전극이 달린 아크릴 탱크를 사용하면 국내 제작(청계천)하는 것이 저렴하며 기능상 문제가 없다. 전기영동시 gel의 배치는 수직 또는 수평 배치가 가능하며 목적에 따라 선택될 수 있다. Agarose gel은 수평 배치가 편리하고 polyacrylamide gel은 수직 배치가 편리하다. Gel의 크기는 sample의 종류와 양에 따라서 선택하면 흔히 크기가 작은 것을 분석용으로 사용하며 좀 더 큰것은 sample의 종류나 양이 많을 때 혹은 좀 더 정밀한 분석을 원할 때 사용한다.DNA gel의 전기영동에는 세 가지의 완충액이 흔히 쓰인다. 보통 농축액인 저장 용액(stock solution)으로 만들어 놓고 사용한다. Tris-acetate buffer는 resolution은 좋으나 capacity가 적으므로 양극과 음극의 buffer를 순환시키는 것이 좋으며 전기영동하는 중간 중간에 피펫을 사용하여 몇 번 섞어 주어도 된다. Tris-borate와 Tris-phosphate는 capacity가 충분하며 resolution도 좋다.DNA 전기영동시 쓰이는 많은 gel loading buffer는 sample이 뜨는 것을 막기 위하여 5~10% glycerol, 7% sucrose, 또는 2.5% ficoll을 포함하고 있다. 보통 5배 또는 10배의 농축액으로 만들어 사용하며 2~3배 높은 농도가 되어도 아무 지장이 없다. Tracking dye로는 0.03% bromophenol blue와 0.03% xylene cyanol을 사용한다. 또한 DNA 전기영동이 흔히 제한효소 반응 후에 시행되므로 제한효소의 반응을 중지시키기 위하여 10 mM EDTA을 함유하는 것이 편리하다.Ethidium bromide는 평면적인 분자구조를 가지고 있는 물질로 DNA의 base 사이에 끼어 들며(intercalation) 이 때 형광(fluorecence)이 free ethidium bromide에 비하여 크게 증가한다. 그러므로 gel을 ethidium bromide 용액 속에서 stain시킨 후 UV-lamp 아래서 DNA band를 쉽게 관찰할 수 있다.Gel은 2μg/ml ethidium bromide 용액에 5분간 담가 놓으면 쉽게 stain 된다. 필요한 경우에는 증류수에 10분간 destain한다. 다른 한 가지 방법은 gel을 만들 때 0.5μg/ml의 ethidium bromide를 함께 섞어서 만드는 방법인데 이 방법의 장점은 전기영동 중간에 DNA band를 관찰 할 수 있다는 점이다. 이 방법을 사용할 경우는 gel tank가 ethidium bromide로 오염될 염려가 있으며 나중에 ethidium bromide를 함유하지 않는 방법으로 전기영동을 하고자 할 때 주의를 요한다.전기영동시 사용하는 전류의 voltage가 너무 낮으면 시간이 오래 걸리고 너무 높으면 전기 저항이 높아져서 gel의 온도가 오르게 된다. Agarose gel은 온도가 올라가면 부분적으로 gel이 녹게 되며 따라서 해상력(resolution)이 떨어진다. Polyacrylamide gel은 온도가 높아져도 상관없으나 너무 온도가 높으면 gel 판(plate)이 깨지게 된다. 최적 전류(optimum voltage)는 gel의 두께와 길이에 따라 다르며 gel의 두께가 두꺼울수록 낮고 길이가 길수록 높다(이대실, 1998). 제한 효소로 잘려진 DNA는 선형의 절편이며 이러한 DNA들은 양끝이 이어진 원형의 분자나 다른 복잡한 모양의 DNA분자들과는 달리 그 움직임이 단순하며 이동한 거리는 분자 크기의 로그(logarithm) 값에 비례한다. 많은 DNA분자들의 크기가 정확히 알려져 있기 때문에 분자량과 전기영동 중의 움직임을 연관 지을 수 있다. 전기영동을 실시할 때는 미지 DNA의 크기를 추정하기 위하여 크기가 알려진 DNA 절편들을 같이 전기영동 하는데 이들을 분자량 표식자 (molecular weight marker) 혹은 간단히 표식자라 부른다.

자연과학| 2006.07.24| 2페이지| 1,000원| 조회(1,335)

DNA, 전기영동, 유전자클로닝

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[미생물학]제한효소란?

제한효소에 대하여20012980 박준언1. 제한효소의 정의제한효소는 이중나선형 DNA에 있는 특정한 염기서열을 인식해서 이중나선의 두 가닥들을 특정한 자리에서 절단한다. 이 정교하고 정확한 메스는 대자연이 생화학자들에게 준 훌륭한 선물이다. 그들은 염색체 구조의 분석,매우 긴 DNA분자들의 결합순선의 결정, 유전자들의 단리, 클로닝 될 수 있는 새 DNA분자들의 합성들과 같은 일에 필수 불가결한 연장이다.제한효소는 광범위한 원핵생물들에서 발견된다. 그들의 생물학적 역할은 외래 DNA분자들을 절단하는 것이다. 세포 자신의 DNA는 분해되지 않는다. 왜냐하면 세포의 제한효소가 인식하는 자리가 메틸화되어 있기 때문이다. 많은 제한효소들은 네 개에서 여섯 개의 염기쌍들로 구성된 특이한 결합순서를 인식하며, 이 구역의 각 가닥에 있는 포스포디에스테르결합을 가수분해한다. 이 절단자리의 두드러진 특징은, 그들이 두겹 회전 대칭성(twoford rotational symmetry)을 가지고 있다는 것이다. 바꾸어 말하면, 인식된 연속부분의 구조가 회문식(palindromic)이며, 절단자리들은 대칭적으로 자리잡고 있다(박인원 외 8명, 1994).2. 제한효소의 발견과 기능제한효소의 우연한 발견이 된 최초의 관찰은 1950년 초에 숙주 조절 제한(host-controlled restriction)이라 부르는 현상 즉 어떤 균주의 박테리아가 박테리오파아지 감염에 면역성이 있다는 것이 보여질 때이다.제한의 기작은 완전히 이해되는데 20년 이상이 걸렸지만, 아주 복잡하지는 않다. 파아지 움RK 복제되어 새로운 파아지 입자를 직접 합성하기 전에 박테리아가 파아지 DNA를 절단하는 효소를 생성하기 때문에 제한이 일어난다. 물론 치명적인 파괴인 박테리아 자체 DNA는 공격으로부터 보호되는데, 이것은 절단효소의 활동을 막는 부가적인 메틸기를 가지고 있기 때문이다. 이러한 절단효소를 제한효소라고 부르며, 거의 대부분의 박테리아 종에 의해 합성되어지며, 1200개 이상의 효소가 잘 알려져 있다. 세 가지 다른 부류의 제한 효소가 알려져 있으며, 각각은 약간 다른 활동을 함으로써 구분되어 진다. 형태Ⅰ과 형태Ⅲ은 아주 복잡하여 유전공학에 있어서는 아주 제한된 역할을 한다. 반면에 형태Ⅱ제한효소는 유전자 클로닝에 있어 아주 중요한 절단효소이다.◆ 형태Ⅱ제한효소의 주요 특징은 각 효소가 DNA 분자를 절단하는 특별한 인식 염기배열을 가지고 있다는 것이다. 특별한 효소는 인식 염기배열에서 DNA를 절단하며 다른 곳은 결코 절단하지 않는다. 예를 들면, PvuⅠ(Proteus vulgaris에서 분리되는)이라 부르는 제한효소는 헥사뉴클레오티트(hexanucleotide) CGATCG에서만 DNA를 절단한다. 반면에 같은 박테리아의 두 번째 효소인 PvuⅡ는 다른 헥사뉴클레오티트(hexanucleotide)인 CAGCTG에서만 절단한다.많은 제한효소는 헥사뉴클레오티트(hexanucleotide) 표적부위를 인식 하지만 다른 것은 4개, 5개 혹은 8개 뉴클레오티드(nucleotide) 염기배열에서 절단한다. Sau3A(Staphylococcus aureus 3A 균주)는 GATC를 인식하며, AluⅠ(Arthrobacter luteus)는 AGCT에서 절단한다. 축퇴한(degenerate) 인식 염기배열을 가진 제한효소들도 있다. 그들은 연관된 부위집단의 어떤 하나의 DNA를 절단한다. HinfⅠ(Haemophilus influenzae 균주의 R 균주)은 GANTC를 인식하여 GAATC, GATTC, GAGTC, GACTC 등을 절단한다.제한효소에 의해 생성된 절단부위의 정확한 성질은 유전자 클론 실험의 고안에 있어서 상당히 중요하다. 많은 제한효소는 인식 염기배열의 가운데의 이중가닥 절단을 하며, 그 결과로 blunt말단이 된다. PvuⅡ와 PvuⅠ는 blunt말단 절단의 예들이다.

자연과학| 2006.07.24| 2페이지| 1,000원| 조회(1,347)

제한효소, DNA, 유전자클로닝

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[화학]알케인과 사이클로 알케인 평가A+최고예요

유기화학박준언 2006. 7. 18알케인의 구조탄화수소 - 포화 탄화수소 - 불포화 탄화수소 - 방향족 탄화수소 알케인, 사이클로알케인가장 간단한 알케인 : 메테인 일반 분자식 : CnH2n+2 동족계열유기 화합물의 명령법발달 초기 - limonene - coumarin - penicillin IUPAC알케인의 명령에 대한 IUPAC규칙비고리 포화 탄화수소의 일반명은 알케인이다. 가지가 없는 알케인은 탄소 원자의 수에 따라 명령한다. 탄소 원자의 사슬 중 가장 긴 쪽을 중심 이름으로 정한다.주 사슬에 연결된 집단은 치환기라고 한다.알킬과 할로겐 치환기알케인의 형태이형태체 엇갈린 형태, 가리움 형태사이클로알케인의 명명법과 형태사이클로알케인의 시스-트랜스 이성질 현상시스-트랜스 이성질 현상이성질 현상{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2006.07.24| 13페이지| 1,000원| 조회(1,052)

유기화학, 알케인, 사이클로알케인

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[미생물학]미생물의 영양-미생물의 배양 배지

미생물의 영양-미생물의 배양 배지에 대하여20012980 박준언1. 배지의 정의 - 미생물의 실험에 사용되는 배지 또는 배양기는 미생물의 종류나 그 배양 목적에 따라서 인공적으로 화학적 영양분을 배합하여 조성한 것을 배지라고 한다. (송홍규 and 오계헌, 1994). 다시 말해서 미생물이 자라는데 필요한 (질소원, 탄소원, 무기염류등의) 영양소를 함유하고, 이것에 미생물을 접종하면 증식하기 시작하는 것이다. (이민정, 1994).2. 배지의 종류(1) 배지성분의 성상에 따른 분류① 자연배지 - 화학조성이 명확하지 않는 천연우유, 감자, 혈액토마토액 등을 사용하는 배지라 하여 천연배지라고도 한다. 맥아즙, 육즙, 간부이온으로 이용된다.② 합성배지 - 미생물의 인공적 증식을 하기 위해서 영양분의 인위적 조성, 농도 등을 구명할 수 있는 배지라 하여 화학적 구명배지(chemically defined medium)라 한다. 짜펙 ? 독스액(Czapek-Dox), 해이펙액(Hyduk), 우스신 키액(Vschinsky) 또는 배지에 조성된 유기물의 수나 종류에 EK라 단순 배지 혹은 복합배지(한천배지, 한천액체배지)로 나누거나 액체상의 액체 배지와 한천(agar)이나 젤라틴을 첨가하여 만든 고체배지로도 편의상 구 분한다. (김관수 외 7명, 1994).(2) 물리적 성상에 따른 분류① 액체 배지 - Agar성분이 들어있지 않는 배지② 고체 배지 - Agar 1.3 ∼ 1.5% 함유 ( = petri dish, 시험관)? 평판 배지 - 세균분리배양, 용혈능 관찰, 집락 관찰등? 고층 배지 - 세균의 성상검사균주의 보존, 세균의 운동성? 사면 배지 - 세균증식 및 보존? 반사면 배지 - 세균의 생물학적 성상검사③ 반고체 배지 - Agar 0.3 ∼ 0.5%(3) 사용목적에 따른 분류? 증식용 배지 - 여러 종의 적당 영양소를 함유, 일반 배양에 주로 사용? 증균용 배지 - 특정한 균종만을 다른 균종보다 빨리 증식시켜 분리배양이 쉽게 되 도록 만든 배지? 특수증균 배지 - 특수 영양조건을 필요로 하는 세균 배양(특별히 배지성분을 가감하 여 만든 배지)? 선택 배지 - 두종 이상의 세균이 혼합 되었을 때 원하는 세균을 분리하는데 사용? 성상확인 배지 - 균종의 감별과 동정을 목표로 하는 배지? 수송용 배지, 보존용 배지 - 재료중의 세균이 과증식하거나 사멸하지 않도록 고안된 배지 (이민정, 1994).* 배지에는 배양하고자 하는 생명체가 자라는데 필요한 모든 에너지원과 영양분이 공급되어야 한다. 생명체의 상대적인 양을 토대로 볼 때 중요 영양 요구물은 탄소, 수소, 산소, 질소, 인과 황이다. 부가적으로 칼슘, 철과 다른 금속이온들과 같은 미량원소가 필요하다. 이들은 인과 함께 무기염으로 사용되나 다른 원소들의 이용은 그들의 화학적 형태가 다르다. 탄소형태에 따른 요구성은 미생물 영양에서 가장 복잡한 측면이다. 독립영양체라 불리우는 일부 미생물들은 중요 탄소원으로 이산화탄소를 사용한다. 대부분의 세균을 포함해 그 외의 미생물들은 유기화합물 형태의 탄소를 필요로 해서 종속영양체라 한다. 몇 가지 종속영양체는 소수 또는 한 가지의 유기화합물을 사용하는 반면에 다른 것들은 다양한 종류룰 사용한다.* 전형적인 배양배지는 물, 특별한 유기화합물 형태 또는 복합물질[예：펩톤(peptone), 효모 추출물(yeast extract), 고기 추출물(meat extract)]현태로서 탄소원(독립영양체는 호기성균의 성장에 필요한 산소를 공급해주는 대기로부터 이산화탄소를 얻는다)과 무기 또는 유기질소 화합물과 미량 영양물질을 포함하게 된다. pH의 과도한 변화로 인한 성장의 억제를 방지하기 위해서 배지는 완충되어야 한다. 이러한 제한내에서 수백 개의 서로 다른 배양배지는 구성성분이 매우 간단한 것으로부터(예, 몇몇 독립영양체의 성장을 지탱해 주는 무기염과 암모늄이 있는 배지) 매우 복잡한 것까지 있는데 이러한 복합배지(complex media)에는 까다로운 미생물들이 합성할 수 없는 특이한 유기화합물과 성장요소(비타민, 조효소)가 첨가되며 다양한 종류의 미생물들을 배양하는데 이용된다. 일부 배지는 선택배지(selective media)로 만들어진다. 즉, 특별한 미생물이 필요로하는 최소영양요구물을 첨가하거나 다른 집단이 자라지 못하도록 하는 요소들을 이용하거나 또는 두 가지 방법을 모두 이용하여 관찰의 대상이 되는 미생물이 유리하게 자라도록 고안되었다. 선택배지는 순수 배양균을 분리하기 위해서 그리고 주어진 시료에 어떤 집단들이 있는지를 시험하기 위해서 이용된다. (송홍규 and 오계헌, 1994).

자연과학| 2006.07.24| 2페이지| 1,000원| 조회(1,114)

배지, 배양, 합성배지

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[유기화학]결합과 이성질 현상

유기 화학박준언 06. 7. 11이온결합과 공유결합이온결합 : 한 원자에서 다른 원자로 하나 이상의 원자가전자가 이동하여 형성하는 결합 전자를 주는 원자는 양전하를 띤 양이온이 되고 전자를 받는 원자는 음전하를 띤 음이온이 된다. 전기양성, 전기 음성공유결합 : 하나 이상의 전자쌍을 원자가 나누어 가지는 결합. 두 개 이상의 원자가 공유결합에 의해 연결되어 분자를 형성한다. 결합길이 : 공유결합을 한 두 원자 사이의 평균거리탄소와 공유결합탄소는 주기율표의 중간에 속함으로써 강한 전기양성도 강한 전기음성도 아니다. 대신에 다른 원자와 전자를 공유함으로써 공유결합을 만들려는 경향이 있다.극성 공유결합극성 공유결합 : 전자쌍이 두 원자 사이에 똑같이 분배되지 않은 공유결합같은 주기에서는 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 전기음성도가 점점 커지게 된다. 또 같은 족 내에서는 위에서 아래로 내려 갈수록 전기음성도가 감소한다.다중 공유결합이중결합 : 두 원자가 전자쌍 두 개를 공유하는 결합 삼중결합 : 세 쌍의 전자쌍을 공유한 결합탄소 원자는 단일 결합 뿐만 아니라 이중, 삼중결합에 의해 서로 연결될 수 있다.이성질 현상분자식으로부터 그 분자에 존재하는 전자의 수를 알 수 있고 구조식으로부터는 그 원자들이 어떻게 배열되어 있는가를 알 수 있다. Ex) H2O : 물이 수소원자 2개와 산소 원 자 1개로 이루어짐 H – O – H : 두 수소가 각각 산소에 연결된다이성질체 : 원자의 수와 종류는 같지만 공간 상의 배열이 서로 다른 분자 · 구조 이성질체 : 분자식은 같지만 구조식이 다른 화합물구조식 쓰는 법C5H12 에 해당하는 구조식 연속된 사슬 형태가지 달린 사슬간략하게 나타낸 구조식에탄올의 구조식 메톡시메데인의 구조식세 종류의 펜테인 구조식구조를 가장 간단히 나타내는 방법은 탄소골격을 선으로 나타내는 것이다. 각 선분은 탄소-탄소 결합을 나타내고, 수소는 생략되어 있다. 다중결합은 다중선으로 나타낸다.공명원자배열은 동일하나 전자배열이 서로 다른 두 개 이상의 분자 구조를 쓸 수 있을 때 공명이 존재한다. 공명은 원자가 다르게 배열되어 있는 이성질 현상과는 구별된다.탄산 이온의 전자점 구조식을 쓸 때, 어떤 산소 원자가 탄소 원자에 이중결합으로 연결되었는가를 임의로 정할 수 있다. 위 구조의 어느 것도 실제의 탄산 이온을 정확히 묘사하지 못한다.각 구조식의 결합 길이가 동일하다. 이 길이는 C=O과 C-O의 길이의 중간이다. 탄산 이온은 세 공명구조의 공명혼성을 한 구조를 가진다고 한다.분자골격에 따른 분류비고리화합물 : 탄소 원자의 사슬로 이루어져 있으나 고리가 없다.탄소고리 화합물 : 탄소 원자로 구성된 고리 화합물.헤테로고리 화합물 : 고리를 이루는 원자 중 최소한 어느 하나는 탄소가 아닌 다른 원자인 것작용기에 따른 분류어떤 원자들의 집단은 그들이 연결된 분자골격에는 그다지 크게 영향을 받지 않는 화학적 성질을 지닌다. 이러한 원자집단을 작용기라 한다.{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2006.07.24| 23페이지| 1,000원| 조회(795)

유기화학, 이온결합, 공유결합, 이성질 현상

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