염화 마그네슘이 PCR에 사용되는 이유

콘텐츠

• 몸을 모방
• PCR 반응의 구성 요소
• 염화 마그네슘의 역할
• 풍부한 마그네슘의 효과
• 부족한 마그네슘의 효과

범죄 현장 수사관이나 의사가 DNA 샘플을 얻을 때 적절한 분석을위한 자료가 부족한 경우가 많습니다. 체내 DNA 복제 과정의 조건을 시뮬레이션하기 위해 과학자들은 제록스 기계처럼 작동하고 DNA 샘플을 복사하는 PCR이라는 과정을 개발했습니다. PCR 반응에는 많은 구성 요소가 있으며 염화 마그네슘은 가장 중요한 요소 중 하나입니다.

몸을 모방

중합 효소 연쇄 반응 (PCR)은 DNA 복제의 자연스러운 방식을 모방하기 위해 개발되었습니다. 이것은 일련의 뉴클레오티드이며 각 뉴클레오티드는 세 부분으로 구성됩니다. DNA 분자의 골격은 당과 인산염의 반복 단위이며 각 당은 질소 염기에 연결되어 있습니다. 구아닌, 시토신, 아데닌 및 티민의 네 가지 염기가 있습니다. DNA는 두 개의 당 사이에 결합 된 두 개의 질소 염기와 평행 한 두 개의 인산염 당 가닥에 의해 형성됩니다. DNA가 체내에서 복제되면 헬리 카제라는 효소가 질소 염기 사이의 결합을 끊습니다. 두 번째 효소 인 DNA 중합 효소는 오래된 뉴클레오티드 대신 새로운 뉴클레오티드를 결합합니다. 마지막으로 리가 아제라고하는 세 번째 효소가 새로운 분자를 결합합니다.

PCR 반응의 구성 요소

실험실 반응에서 DNA를 복제하려면 몇 가지 변경이 필요합니다. helicase 대신 PCR 반응은 단순히 열을 사용하여 질소 염기 사이의 결합을 끊습니다. 인간 DNA 중합 효소는 그 온도를 견딜만큼 충분히 안정적이지 않습니다. Taq 중합 효소 또는 열 안정 중합 효소라고하는 유사한 분자가 PCR에 사용되는 온도를 초과 할 수 있기 때문에 인간 대신 사용됩니다. 또한 PCR 반응에는 자유 뉴클레오티드, 완충액 및 마그네슘이 필요합니다.

염화 마그네슘의 역할

염화 마그네슘은 PCR 실험에 마그네슘을 추가하는 데 선호되는 방법입니다. 열 안정성 중합 효소는 반응 과정에서 보조 인자 역할을하는 마그네슘의 존재를 필요로합니다. 그 역할은 마그네슘이 반응에서 정확히 소비되지는 않지만 마그네슘 없이는 계속 될 수없는 촉매의 역할과 유사합니다.

풍부한 마그네슘의 효과

더 많은 마그네슘이 PCR 반응에 추가 될수록 더 빨리 진행됩니다. 그러나 반드시 좋은 것은 아닙니다. 마그네슘이 너무 많으면 DNA 중합 효소가 매우 빠르게 작동하고 복사 과정에서 많은 실수를 범하게됩니다. 이것은 주어진 원래 샘플을 반드시 대표하지 않는 많은 다른 DNA 가닥의 생산으로 이어질 것입니다.

부족한 마그네슘의 효과

마그네슘이 반응에서 제한된 수준에 있다면, 그것이 효과가 있다면 그것은 예상만큼 빨리 일어나지 않을 것입니다. 40 개의 PCR주기를 시도 할 수 있지만 원하는 복사본 수를 얻지 못합니다. 각 PCR주기는 테스트 튜브의 DNA 양을 기하 급수적으로 두 배로 늘립니다. 따라서 작은 샘플로 시작하더라도 훨씬 더 큰 샘플로 끝납니다. 마그네슘이 충분하지 않으면 DNA 중합 효소의 일부가 활성화되지 않고 작동하지 않습니다. 그러나 열로 인해 샘플에있는 DNA가 분리되어 회수되지 않습니다. 따라서 마그네슘이 충분하지 않으면 실험 전체가 망칠 수 있습니다.