DNA 클로닝
[ DNA cloning ]
- 요약
DNA를 자르거나 잇는 등의 조작을 거쳐 세포에 도입하고 복제함으로써, 무수히 많은 DNA 사본을 얻는 유전공학의 기법이다.
관심이 있는 DNA 조각을 얻어서 벡터(vector)라고 부르는 운반 DNA 분자에 연결시킨 후에 세포에 도입하면 새로 도입된 DNA를 지닌 세포가 분열을 거듭하여 클론(clone)을 생성한다. 클론 내의 세포들은 모두 동일하며 도입된 DNA 사본을 포함하고 있다. 이 세포들을 대량으로 배양한 뒤 DNA를 추출하면 연구하거나 조작하기에 충분한 만큼의 원하는 DNA를 얻을 수 있게 된다. 이처럼 연구 등의 목적으로 동일하고 무수히 많은 DNA를 얻는 일을 DNA 클로닝이라 한다.
어떤 DNA의 절편도 벡터 DNA의 적절한 위치에 삽입시켜 클로닝 할 수 있다. 가장 널리 사용되는 벡터는 재조합(recombinant)DNA의 생산을 쉽게 하기 위해 조작된 세균성 플라스미드(plasmid)와 바이러스(virus)이다. 우선 벡터를 외래 DNA 절편을 만드는데 사용했던 제한효소로 절단한다. 제한효소란 특정한 염기서열을 인지하여 DNA를 절단할 수 있는 효소를 말한다. 이렇게 같은 종류의 제한효소로 절단한 벡터와 외래 DNA 절편은 절단된 끝부분이 서로 상보적으로 결합할 수 있는 구조를 가지게 된다. 따라서 이 두 가지 DNA를 섞어서 리가아제(ligase)효소를 첨가해 주면 외래 DNA와 벡터가 결합하여 새로운 플라스미드를 만들게 된다. 칼슘으로 처리하여 세포벽의 투과성을 높인 세균세포에 이 플라스미드 DNA를 첨가해주면 세포가 이것을 흡수하게 된다.
이렇게 도입된 DNA는 세균이 세포분열을 할 때마다 함께 복제된다. 이 단계에서 플라스미드를 흡수한 세포와 그렇지 않은 세포를 구별하기 위해 플라스미드에 숙주세포에 대한 항생제 저항성을 부여한다. 그러므로 플라스미드를 흡수하지 않은 숙주세포를 죽게 할 항생제가 포함된 배지에서 세포를 배양하면 플라스미드를 흡수한 세포만을 얻을 수 있다. 암피실린(ampicillin)은 이런 목적으로 가장 널리 쓰이는 항생제이다. 항생제를 처리하여 얻은 세포를 대량으로 키워서 클론을 얻고 거기에서 플라스미드 DNA를추출하면 같은 종류의 무수히 많은 DNA를 얻을 수 있다.
DNA 클로닝
