원심분획법

요약 세포 내에 있는 세포 소기관 또는 단백질의 기능을 연구하기 위해 초원심분리기를 이용해 세포 추출액을 분리하는 방법이다.

생물을 구성하는 세포는 다양한 세포 소기관과 단백질로 이루어져 있다. 세포 내에 있는 세포 소기관, 단백질의 기능을 연구하기 위해서는 원래의 기능을 유지하면서도 각각의 성분을 완전하게 분리할 필요가 있다. 생물학, 화학 실험실에서는 이러한 목적을 위해 원심분획법을 이용한다. 원심분획법은 세포 추출액(cell extract)을 (ultracentrifuge)로 속도, 시간을 조절하여 분리하는 방법이다.


원심분획법의 절차

1) 세포 분쇄: 초음파 분해기(sonicator), 균질기(homogenizer)와 같은 도구를 이용하거나, 다양한 성분이 포함된 완충액(buffer)에 넣어 세포를 부순다. 세포의 특성을 고려하여 알맞게 분해할 경우, 핵, 미토콘드리아, , 과 같은 세포 소기관이 상하지 않은 채로 세포 추출액을 얻을 수 있다.

2) 원심분리: 분해된 세포 추출액을 알맞은 용기에 담아 빠르게 회전하는 초원심분리기에 넣고 분리한다. 세포 추출액에 있는 다양한 성분은 에 의해 크기와 밀도에 따라 분리된다. 대개 크기나 밀도가 큰 성분은 용기의 바닥으로 가라앉아 침전물(pellet)을 형성하며, 크기가 작은 성분은 용액 부분인 상층액(supernatant)에 남게 된다.


원심분획법의 예

원심분리기의 속도는 1분 동안의 회전수인 (revolutions per minute)이나 중력 가속도인 g 값으로 표시한다. 세포의 구성 성분을 좀 더 정밀하게 분리하기 위해서는 몇 번에 걸쳐 원심분리를 해야 한다. 예를 들어 다음과 같이 원심분리기의 속도와 시간을 달리하면서 세포 소기관 및 단백질을 얻을 수 있다.

① 느린 속도(1,000g)에서 10분 동안 원심분리: 부서지지 않은 세포, 핵, 세포골격이 침전된다.

② 위의 상층액을 중간 속도(20,000g)에서 20분 동안 원심분리: 미토콘드리아, 리소좀, 퍼옥시좀과 같은 세포 소기관이 가라앉는다.

③ 위의 상층액을 빠른 속도(80,000g)에서 1시간 동안 원심분리: 침전물에는 마이크로솜, 소낭(vesicle)이 있다.

④ 위의 상층액을 더 빠른 속도(150,000g)에서 3시간 동안 원심분리: 리보솜, 바이러스, 거대분자들이 침전된다.