중합효소연쇄반응(PCR)이란 무엇이며, 활용 분야는 어떻게 되나요?

Question

코로나 검사할 때 PCR 검사로 많이 알려진 중합효소연쇄반응(Polymerase Chain Reaction)이란 무엇이며, 활용 분야는 어떻게 되나요?

김경태 전문가 · Accepted Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.중합효소연쇄반응은 매우 작은 양의 DNA 샘플을 대량으로 복제하는 기술로, DNA를 증폭시키는 방식입니다. PCR은 DNA 복제 과정에서 필요한 효소인 DNA 폴리머ase를 이용하여 DNA 물질을 복제합니다.PCR은 바이러스나 세균, 조직 등의 DNA 샘플을 증폭시키는데 매우 유용하게 사용됩니다. 코로나 검사에서도 PCR 기술을 이용하여 바이러스 RNA을 증폭시켜 검출할 수 있습니다.또한, PCR은 유전체 연구, 질병 진단, 형광 원시체 검출 등의 분야에서도 광범위하게 사용됩니다. 예를 들어, 형광 원시체 검출은 PCR 기술을 이용하여 특정 DNA 조각을 증폭시켜, 바이러스나 세균 등의 원시체를 빠르게 검출할 수 있는 기술입니다.

작은말벌290 · Answer

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.PCR은 DNA 복제 과정에서 사용되는 효소인 DNA 폴리메라아제(DNA polymerase)를 이용하여 DNA 분자를 증폭시키는 방법입니다. PCR은 세 가지 단계로 이루어집니다. 첫째, DNA 분자를 녹여서 두 개의 단일 염기 사슬로 만듭니다. 둘째, 두 개의 단일 염기 사슬을 열어서 연결 가능한 염기를 노출시킵니다. 셋째, 연결 가능한 염기를 이용하여 DNA 분자를 복제합니다. 이렇게 증폭된 DNA는 다양한 분야에서 유전자 분석, 질병 진단, 범죄수사 등 다양한 분야에서 사용됩니다.

화목한다람쥐109 · Answer

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.중합효소 연쇄 반응은 DNA의 원하는 부분을 복제·증폭시키는 분자생물학적인 기술이다.단일 가닥의 염기에 상보적으로 결합하는 염기들이 달라붙고, DNA 중합효소가 이들을 연결해 반대편 가닥을 만든다. 90℃ 이상이 되면 DNA가 단일 가닥으로 풀린다. 여기에 시발체와 DNA 중합효소를 넣으면 DNA가 합성된다. 이 과정을 반복하면 DNA를 수백만 배로 증폭할 수 있다

럭스마가린 · Answer

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.중합효소연쇄 반응이란 DNA를 PCR이란 DNA를 증폭하는 기기를 써서 DNA를 대량으로 복제하는 반응입니다. DNA에는 뉴클레오타이드 즉 인산-당-염기가 1:1:1의 비율로 공유 결합을 이루고 있고 이것의 단위체가 인산과 당사이에 공유 결합을 해가며 신장되어 있는 4종류의 염기가 상보적인 수소 결합을 하고있는 역평행 이중 나선 구조를 이루고 있습니다. PCR(중합효소연쇄 반응)을 설명해 보면 먼저  2ml 마이크로 튜브에 dNTP(dATP, dGTP, dCTP,dTTP)당 인산 염기의 공유 결합 단위체인 네 종류의 뉴클레오타이드를 넣고 두 종류의 DNA프라이머, 고열에 견디는 DNA 중합효소, 증류수를 넣고 복제하려는 DNA를 넣습니다. 이런 튜브를 PCR 기기의 thermoblock 홈에 넣고 세 단계로 이루어진 반응에서의 시간과 온도, 세 단계의 cycle의 횟수를 입력해 줍니다. 중합효소연쇄반응의 세단계를 설명해 보면 먼저 수소 결합으로 이중 나선을 이루고 있는 구조에서 DNA의 수소 결합으로 이루어진 이중 나선 구조를 풀기위해 즉 단일 가닥으로 만들기 위해 95도씨 정도로 가열해 줍니다. 이과정을 DNA 변성이라고 하고구요 그다음은 수소 결합이 끈어진 두 가닥의 DNA의 긴 사슬에 인위적으로 사람들이 합성한 DNA 프라이머 두 종류가 각각의 DNA사슬의 3' 말단에 DNA프라이머가 결합하고 DNA프라이머의 3' 말단의 하이드록시기에 또다른 뉴크레오타이드의 인산과 결합하는 단계로 약 56도씨에서 이루어 집니다. 그다음으로 72도씨에서 주형 DNA가닥에 상보적으로 뉴클레오타이드가 결합되어 신장해 나가는 단계입니다. 이렇게 1cycle을 이루고 있고 이때 걸리는 시간은 4분 정도이며 이 cycle을 보통 20회 정도 하며 경우에 따라서 더 할 수 도있습니다. 이러한 한 cycle, 변성에서 부터 신장까지의 각각의 단계를 시간과 온도를 입력하고 cycle의 횟수를 입력면 기기 DNA를 복제합니다.

화학공학

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중합효소연쇄반응(PCR)이란 무엇이며, 활용 분야는 어떻게 되나요?