[Campbell] 12. DNA Technology - 2

< DNA Profiling & Forensic Science >

DNA profiling은 DNA 샘플을 분석해 동일한 개인의 것인지 확인하는 방법입니다. Forensis는 범죄 현장 조사 및 기타 법적 절차를 위한 사람마다 다른 genome 서열을 비교하는 증거의 과학적 분석 입니다.

 

< PCR >

코로나 때문에 많이 들어봤을텐데, PCR은  DNA의 특정 부분을 증폭시키는 것입니다. 아주 적은 양의 혈액과 조직에서도 충분한 DNA를 얻을 수 있죠. 반응은 DNA sample + nucleotides + DNA polymerase로 이루어집니다.

주기는 다음과 같습니다. 가열하여 DNA 가닥을 분리하고, 냉각하여 이중가닥 DNA를 재형성한 후, 중합하여 새 DNA 가닥을 합성합니다. 이것으로 동일한 DNA 분자가 지수함수적으로 증가하게 됩니다. 이때, primer는 15~20개의 nucleotides로 이루어진 짧고 화학적으로 합성된 단일 가닥 분자로 증폭된 DNA의 시작과 끝점을 표시합니다.

사용의 예시로는 법의학, 질병의 치료 및 진단이 있습니다.

 

< STR Analysis >

Repetitve DNA는 genome에 여러 복사본으로 존재하는 nucleotide 서열입니다.

STR analysis는 DNA profiling 기법으로 genome의 특정 부위에서 STR 서열의 길이를 비교한느 방법으로 2개의 DNA 샘플이 동일의 사람의 것임을 증명하기 위해 사용합니다. 이때, STRs는 genome에서 여러 번 연속으로 반복되는 짧은 DNA 서열이고, PCR로 STR을 포함한 DNA 영역을 증폭시키고, gel electrophoresis로 생성된 단편을 비교합니다.

 

잠깐 관련 학문에 대해서 알아보자면,

Bioinformatics는 생물학적 데이터의 저장 및 분석에 계산 방법을 적용하고,

DNA sequencing은 DNA의 완전한 nucleotide 서열을 결정하며,

Genomics는 완전한 유전자셋을 연구합니다.

 

< Genome-Mapping Techniques >

 

whole-genome shotgun method의 과정은 다음과 같습니다.

1. 제한 효소를 사용해 전체 genome을 조각으로 자른다. 
2. 모든 조각을 복제하고 서열을 지정한다.
3. 짧은 서열을 모든 염색체에 대한 단일 연속 서열로 재조립 / overlapping한다.
4. DNA 서열 database인 모든 gemone GenBank를 만든다.

 

 

< The Human Genome >

noncoding DNAs는 유전자 제어 서열(promoters, enhancers, microRNAs)와 intron, repetitive DNA(STR) 입니다. 이는 돌연변이를 일으키는 병에 대해 건강에 중요하고, 기능은 대부분 알려지지 않았습니다.

Human genome sequencing의 비용은 100 million 달러에서 1000달러로 줄어들었습니다.

Bioinformation은

1) 우리의 잔화 tree에 대한 통찰력을 제공하고

2) 동물과의 진화 관계에 대한 통찰력 또한 제공하며

3) 진화 tree에서 가장 가까운 동물인 침팬지를 식별해내었습니다. (96%의 genome을 공유)

 

< Interconnections within Systems : Systems Biology >

Bioinformatics(+computer)는 전체 유전자셋과 상호작용 연구 및 다양한 종의 genome을 비교함니다.

Genomics는 genome organization, 유전자 발현 조절, 배아발달, 진화를 연구합니다.

Metagenomics는 다양한 환경에서 발견되는 미생물 군집인 환경 샘플의 DNA를 연구합니다.

Proteomics는 genome을 암호화하는 전체 단백질 셋에 대한 체계적인 연구를 합니다. 언제 어디서 생성되고 어떻게 상호작용하는지 연구하여 세포와 유기체의 기능을 이해합니다.

 

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이것으로 DNA 기술을 끝마치겠습니다.

출처: campbell