PCR 및 전기영동

1. PCR의 원리

폴리메라제 연쇄반응(PCR)은 특정 DNA 영역을 선택적으로 증폭하는 분자생물학적 기술이다. 이 방법은 1983년 캐리 무어와 캐슬린 멀리스에 의해 개발되었으며, 이후 유전암호 분석, 병원체 검출, 유전자 변이 연구 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. PCR의 기본 원리는 DNA의 이중 나선 구조를 이용하는 것으로, 증폭 대상인 특정 DNA 서열을 선택적으로 복제하는 과정이다. 이 과정은 세 단계로 이루어지며, 각각은 변성(denaturation), 결합(annealing), 신장(extension)이다. 먼저, 온도를 약 94~98도까지 높여 DNA 이중 가닥을 분리시키고, 이후 온도를 50~65도로 낮춰 프라이머(Primer)가 대상 DNA에 결합하도록 한다. 마지막으로, DNA 중합효소가 프라이머 부위에 결합된 상태에서 dNTPs(DNA 뉴클레오타이드)가 첨가되어 새 가닥이 합성된다. 이 과정을 25~35회 반복하면, 대상 DNA의 양은 2의 거듭 제곱만큼(2^n) 증폭되어 수백만 배가 된다. 대표적인 DNA 중합효소인 Taq 폴리메라제는 고온에서 안정적이며, 실험에 널리 사용된다. 예를 들어, 병원체 검출 시에는 환자의 혈액 샘플 내 특정 병원체 DNA를 증폭하여 100개 이하의 감염 유무까지 판…