DNA 클로닝
(DNA Cloning)은
遺傳 工學
의 技法 中 하나이다. 造作한
DNA
를
細胞
에 導入하고 複製하는 過程을 거쳐, 無數히 많은 DNA 寫本을 얻어내는 技法이다.
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槪要
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分子生物學者들은 特定 遺傳子를 硏究하는 過程에서 여러 가지 問題點에 直面하게 된다. 그 問題點을 보면 自然的으로 發見된 DNA 分子들은 매우 길고, 많은 遺傳子들을 가지고 있다. 또한 染色體에서 遺傳子는 染色體 DNA의 一部分만을 차지하고 있으며, 그 나머지는 非暗號化 鹽基序列이다. 例를 들면, 人間 遺傳子 한 個는 하나의 染色體에서 團地 1/1000000萬을 차지하고 있을 뿐만 아니라, 遺傳子와 그 周邊 非暗號化 DNA 鹽基序列 間의 區別 또한 어렵다. 따라서 科學者들은 特定 遺傳子를 分離해서 硏究하기 위하여 同一한 DNA를 大量으로 만들 수 있는 方法을 開發하였는데 그것이 DNA 클로닝(DNA cloning)이다.
DNA를 클로닝하기 爲한 方法들은 共通된 特徵을 가지고 있는데, 그中 하나의 共通된 特徵은 박테리아를 利用하는 것이다. 遺傳子나 DNA 절편을 클로닝하기 위해서, 먼저 플라스미드를 박테리아에서 分離한 後 外部의 DNA를 플라스미드에 집어넣는다. 그 結果 플라스미드는 이제 再組合 DNA가 된다. 再組合 플라스미드를 다시 박테리아 細胞에 넣어주면 再組合 박테리아가 된다. 그러면 細胞分裂을 통해서 遺傳的으로 同一한 클론(遺傳的 複製品)을 複製하게 되고, 遺傳子를 大量으로 複製할 수 있게 되는데, 이것을 遺傳子 클로닝(gene cloning)이라고 한다.
再組合 DNA 分子의 生産方法
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遺傳子 클로닝과 遺傳工學은 特定 鹽基序列을 認知하고 切斷하는 酵素의 發見에 依해서 可能하게 되었는데, 이 酵素를 制限酵素(restriction enzyme)라고 한다. 現在까지 數百 種類의 制限酵素들이 밝혀졌고, 박테리아로부터 分離 精製됨으로써 發見되었다. 各各의 制限酵素는 制限酵素자리(restriction site, 一般的으로 4~8個 鹽基序列)라는 特定 鹽基序列을 認知하고 DNA 두 가닥을 자른다. 박테리아는 自身의 DNA 制限酵素자리에 存在하는 아데닌이나 사이토神에 메틸기를 添加함으로써 制限酵素老父터自身의 DNA를 保護한다. 大部分의 制限酵素들은 4~8個의 鹽基를 包含하는 序列을 認識하고 자른다. 이러한 짧은 序列은 普通 긴 DNA分子內에서 여러 番 나타나므로 制限酵素는 다양한 크기의 制限酵素절편(restriction fragment)을 만들 수 있다. 한 種類의 制限 酵素는 언제나 같은 方式으로 DNA를 자르게 된다. 가장 有用한 制限酵素는 엇갈린 方法으로 DNA 두 가닥의 燐酸化 黨 構造를 切斷하는 것인데, 그 結果兩가닥 制限酵素 절편들은 粘着末端(sticky end)이라고 불리는 單一가닥 末端을 가지게 된다.이 짧은 單一가닥 末端 部位는 同一한 酵素로 切斷된 DNA의 相補的인 粘着末端과 水素結合 鹽基雙을 形成할 수 있다. 이렇게 形成된 結合은 一時的이고, 이들 一時的 結合은 DNA 連結酵素(DNA ligase)라는 酵素에 依해서 永久的 結合이 된다. DNA 連結酵素에 依해서 結合을 觸媒시키면 結局 再組合 DNA 分子가 生成된다.
出處
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같이 보기
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