염화 마그네슘은 왜 PCR에 사용됩니까?

콘텐츠

• TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
• 몸을 흉내내는
• PCR 반응 성분
• 염화 마그네슘의 역할
• 풍부한 마그네슘의 영향
• 부족한 마그네슘의 효과

범죄 현장 조사관 또는 의사가 DNA 샘플을 확보 할 때 DNA를 제대로 분석하기에 충분한 DNA가 부족한 경우가 많습니다. 인체 자체의 DNA 복제 과정을 시뮬레이션하기 위해 과학자들은 Xerox 기계처럼 작동하고 DNA 샘플을 복사 한 후 복사 할 수있는 PCR이라는 프로세스를 개발했습니다. PCR 반응에는 많은 성분이 있으며 염화 마그네슘이 가장 중요합니다.

TL; DR (너무 길고 읽지 않음)

마그네슘은 PCR 반응에서 촉매처럼 작용합니다. DNA를 복제하는 데 필요한 효소는 기능하기 위해 마그네슘이 필요하며, 혼합물에 마그네슘이 없으면 PCR 반응이 작동하지 않습니다.

몸을 흉내내는

폴리머 라제 연쇄 반응 (PCR)은 본성 자체의 DNA 복제 방법을 모방하기 위해 개발되었다. DNA는 뉴클레오티드의 반복 서열이며, 각 뉴클레오티드는 3 개의 부분을 포함한다. DNA의 중추는 반복되는 설탕과 인산염 단위이며 각 설탕에는 질소 염기가 붙어 있습니다. 4 개의 질소 성 염기가 있습니다. 구아닌, 시토신, 아데닌 및 티민. DNA는 두 개의 설탕 포스페이트 가닥으로 구성되어 있으며 두 개의 설탕 사이에 두 개의 질소 성 염기가 연결되어 있습니다. DNA가 체내에서 복제되면, 헬리 카제 (helicase)라는 효소가 질소 염기 사이의 결합을 분해합니다. 두 번째 효소 인 DNA 폴리머 라제는 기존의 뉴클레오티드 대신 새로운 뉴클레오티드를 부착합니다. 마지막으로 DNA 리가 아제라는 세 번째 효소는 새로운 분자들을 다시 결합시킵니다.

PCR 반응 성분

실험실 반응에서 DNA를 복제하기 위해 약간의 변경이 필요합니다. 헬리 케이스 대신에, PCR 반응은 단순히 열을 사용하여 질소 염기 사이의 결합을 끊는다. 인간 DNA 폴리머 라제는 이러한 온도를 견딜만큼 충분히 안정적이지 않다. Taq 폴리머 라제 또는 열 안정성 폴리머 라제라고하는 유사한 분자가 대신 사용되는데, 이는 PCR의 열 요건을 견딜 수 있기 때문입니다. 또한, PCR 반응에는 유리 뉴클레오티드, 완충제 및 마그네슘이 필요합니다.

염화 마그네슘의 역할

염화 마그네슘은 PCR 실험에 마그네슘을 첨가하는 바람직한 방법입니다. 열 안정성 폴리머 라제는 반응 공정 동안 보조 인자로서 작용하기 위해 마그네슘의 존재를 필요로한다. 그것의 역할은 촉매의 역할과 유사하다 : 마그네슘은 실제로 반응에 소비되지 않지만, 마그네슘의 존재 없이는 반응이 진행될 수 없다.

풍부한 마그네슘의 영향

PCR 반응에 첨가되는 마그네슘이 많을수록 반응이 더 빨리 진행됩니다. 그러나 반드시 좋은 것은 아닙니다. 마그네슘이 너무 많으면 DNA 중합 효소가 너무 빨리 작동하여 종종 복사 과정에서 오류가 발생합니다. 이것은 제공된 원래의 샘플을 반드시 나타내지 않는 많은 다른 가닥의 DNA가 생성되게 할 것입니다.

부족한 마그네슘의 효과

반응에서 마그네슘이 제한적으로 공급된다면, 마그네슘은 반응 속도만큼 빠르지 않을 것입니다. 40 사이클 PCR을 실행하려고 시도했지만 원하는 사본 수를 얻지 못할 수 있습니다. PCR의 각주기는 테스트 튜브의 DNA 양을 기하 급수적으로 두 배로 늘립니다. 따라서 소량으로 시작하는 동안 결국 초기 금액의 여러 배가됩니다. 마그네슘이 충분하지 않으면 DNA 중합 효소 중 일부가 활성화되지 않고 작동하지 않습니다. 그러나 열은 이미 존재하는 DNA를 분해하여 다시 결합되지 않습니다. 따라서 마그네슘이 충분하지 않으면 전체 실험을 망칠 수 있습니다.