사과는 다른 식물들처럼 DNA 추출 실험이 불가능한가요?

Question

소금, 계면활성제, 에탄올로 식물에서 DNA 건져내는 실험입니다. 브로콜리 DNA추출 실험으로 고등학교에서 흔하게 하는 실험이요! 사과와 오렌지같은 과일들로 실험을 진행했는데요, 동일한 조건에서 실험했지만 사과에서는 DNA실이 형성되지 않았습니다.

실험 후 인터넷을 통해 사과로 진행한 실험에서 DNA가 추출되지 않았다는 결과를 찾았고, 원활하게 추출되었단건 찾지 못해 의아해서 질문 드립니다.(물론 대부분 인터넷에 사과로 진행한 DNA추출 실험은 거의 없었지만요..)

과즙이 흘러나오는 것이 세포벽이 파괴된 것이라 생각해 으깨고, 과즙을 걸러 실험했는데 부족한게 있었을까요? 아니면 너무 오래 으깬걸까요...(으깨는건 모두 같은 방식으로 했지만, 그때 막자사발이 없어 임시로 플라스틱펜에 비닐을 씌워 진행하다보니 사과는 굉장히 오랫동안 으깼거든요...) 아니면 사과 자체가 DNA부분의 양이 부족하다거나 하는 특성이 있나요?

Answer 1

먼저 사과도 다른 식물들처럼 DNA 추출 실험이 가능합니다.

식물에서 DNA를 추출하는 것은 일반적인 생물학 실험이며, 사과 역시 식물 세포를 가지고 있기 때문에 충분히 DNA를 뽑아낼 수 있습니다. 오히려 사과는 비교적 쉽게 구할 수 있고 과육이 부드러워 DNA 추출 실험에 자주 사용되기도 합니다.

그런데.. 추출을 못하셨다면 몇 가지 원인으로 생각되는 것이 있긴 합니다.

먼저 과즙이 나오는 것이 세포벽 파괴를 의미하는 것은 맞지만, 모든 세포가 균일하게 파괴되었다고 보기는 어렵습니다. DNA는 세포의 핵 안에 존재하는데, 핵까지 완전히 파괴되어 DNA가 용액 속으로 나와야 추출이 가능합니다.

그리고 오히려 너무 오랫동안 과도하게 으깨면 DNA 자체가 물리적인 힘에 의해 잘게 잘리거나 손상될 수 있습니다. DNA는 긴 사슬 형태의 분자인데, 너무 심한 전단력은 이를 끊어버릴 수 있기 때문에 플라스틱 펜을 이용해 오랜 시간 으깼다면 이러한 물리적 손상 가능성이 있습니다.

그리고 사과에는 폴리페놀 산화효소와 같은 효소가 많이 포함되어 있습니다. 이 효소들은 사과가 갈변하는 원인이 되기도 하는데, DNA 추출 과정에서 세포가 파괴될 때 나와서 DNA와 반응하거나 다른 물질들과 결합하여 DNA 추출을 방해할 수 있습니다. 특히 갈변이 심하게 일어났다면 이러한 효소 반응이 활발했다는 의미일 수 있습니다.

물론 말씀대로 사과 과육의 경우 다른 조직에 비해 세포 밀도나 DNA 양이 상대적으로 적을 수 있습니다.

다시 실험을 하신다면 으깨는 방법을 좀 조절하시고, 가능하다면 액체 질소를 활용하는 것도 방법입니다.

그리고 항산화제와 pH, 온도 등을 실험에 맞춰 조절해주는 것도 생각하셔야 합니다.

Answer 2

사과로 DNA를 추출하기 어려운 주된 이유는 펙틴 함량이 높고 갈변을 일으키는 효소의 작용이 활발하기 때문입니다. 펙틴은 추출액을 끈적이게 만들어 DNA가 서로 뭉치는 것을 방해하며, 세포가 파괴될 때 나오는 폴리페놀 산화 효소는 DNA를 손상시켜 추출을 어렵게 만듭니다. 이 때문에 펙틴 함량이 적고 효소 활성이 낮은 브로콜리와 달리, 동일한 간이 실험 방식으로는 DNA를 관찰하기 힘든 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 전문가입니다.

사과는 산성도가 높고 펙틴이많아서 DNA가뭉치기가 어렵고 추출효율이 낮습니다.

또한 너무 오래으꺠면 DNA가 분해되기도하기때문에 과일ㅌ그성과

으깨는시간에대한 조절이 필요합니다.

감사합니다.