1주차 PCR amplification

1. PCR 개요

PCR(중합효소연쇄반응)은 특정 DNA 영역을 빠르고 선택적으로 증폭하는 분자생물학 기법이다. 1983년 캐리 멜슨과 캘빈 등은 이 기술을 개발하여, 이전까지 수주에서 수개월이 걸리던 DNA 분석을 단 몇 시간 만에 가능하게 했다. PCR은 주로 진단, 유전자 분석, 법의학, 농업 등에 널리 활용되고 있으며, 최근 코로나19 팬데믹 상황에서 진단 테스트의 핵심 기술로 자리잡았다. 실제로, 2020년 세계는 COVID-19 검사를 위해 매일 수백만 건의 PCR 검사를 실시했으며, 미국에서는 하루 평균 500만 건 이상의 PCR 검사가 수행된 것으로 보고되어 있다. 이 기술은 주로 DNA double helix 구조를 표적으로 하며, Taq 폴리머라 불리는 열에 안정한 DNA 중합효소를 이용한다. PCR 과정은 세 단계로 나누어지며, 각 단계는 반복된 사이클을 통해 특정 DNA 조각을 지수적으로 증폭한다. 첫 단계인 변성단계에서는 이중가닥 DNA를 94~98℃로 가열하여 이중 가닥을 단일 가닥으로 분리한다. 다음으로 연장단계에서는 50~65℃로 낮춘 후 프라이머와 Taq 폴리머가 결합하여 DNA 합성을 시작한다. 마지막으로 증폭단계에서는 72℃로 올려 Taq 폴리머가 DNA 사슬을 연장하며,…