[생물 임용 노트]핵산 - 5) 핵산의 화학적 성질 : 재생(renaturation), C0t 측정, 혼성화

재생

변성된 DNA의 상보적 단일 가닥은 적절한 조건 하에 천천히 냉각시, 상보적 두 가닥이 수소 결합이 재형성된다.

→ 생리적 조건 회복 시 위와 같이 수소 결합이 재형성되는 것을 annealing이라고 한다.

 

DNA 분자의 재생은 12개 이상의 잔기가 두 가닥에 접합시 신속하게 재생된다.

하지만 DNA가 두 가닥으로 완전히 분리된 경우 두 단계에 걸쳐 재생이 진행된다.

• step1 : (비교적 느림) 두 가닥의 DNA가 무작정 충돌하여 상대 가닥을 찾아 상보적 결합을 형성한다.
• step2 : 비교적 빠르게 진행된다. 지퍼가 잠기는 것처럼 상보적 염기쌍의 결합이 형성된다.

DNA 재생 조건

1. DNA간 척력 제거 - 염농도가 높아야 함(0.15~0.5M NaCl)

2. 무작위 수소결합이 파괴되는 온도는 되어야 함 → (T_m-20) ~ (T_m-25)℃

C₀t 측정

DNA 재생 과정에서 재결합률을 측정하는 것이다.

C₀t 측정 과정

1. DNA 시료를 450bp 정도로 sonication
2. 절단 정도를 전기영도응로 확인
3. 시료 100㎍을 모세관에 넣고 100℃에서 3분간 가열 후 60℃에서 배양
4. DNA가 녹아 있는 0.03M SPB(sodium phosphate buffer)를 hydroxyapatite 컬럼에 통과시킴 → 모든 이중, 단일 DNA가 결합하게 됨
5. 0.12M SPB로 단일 가닥 DNA를 분리
6. 0.5M SPB로 이중 가닥 DNA를 분리
7. 흡광도를 측정

단일 가닥 DNA의 비율(%) = ([단일 가닥] / ([이중 가닥] + [단일 가닥])) * 100 (%)

C₀t 측정 해석

C₀t는,

1. DNA가 길수록 값이 크다.

2. 반복 서열 빈도가 높을수록 작아진다.

조건에 따른 C0t 값의 비교

C₀t는 진핵 생물과 원핵 생물에서 차이가 존재한다. 대부분의 진핵생물은 반복서열이 많지만 원핵생물의 경우 유일 서열(unique sequence)이 많기 때문이다.

원핵생물과 진핵생물의 C0t 비교

 

혼성화

서로 다른 두 DNA 혹은 DNA, RNA 간에 상보적 서열이 결합한다.

→ 두 생물종의 서열이 유사한 경우 종간 계열이 가깝다고 볼 수 있다.