소개
핵산 추출이란 무엇입니까?
가장 간단한 용어로, 핵산 추출은 샘플에서 RNA 및/또는 DNA와 필요하지 않은 모든 과잉분을 제거하는 것입니다.추출 과정에서는 샘플에서 핵산을 분리하고 다운스트림 응용 분야에 영향을 줄 수 있는 희석제와 오염 물질이 없는 농축된 용출액 형태로 핵산을 생성합니다.
핵산 추출의 응용
정제된 핵산은 다양한 산업 분야에 걸쳐 다양한 응용 분야에 사용됩니다.의료는 아마도 다양한 테스트 목적에 필요한 정제된 RNA와 DNA를 사용하여 가장 많이 사용되는 영역일 것입니다.
의료 분야에서 핵산 추출의 응용 분야는 다음과 같습니다.
- 차세대 염기서열분석(NGS)
- 증폭 기반 SNP 유전형 분석
- 배열 기반 유전형 분석
- 제한효소 소화
- 변형 효소를 이용한 분석(예: Ligation 및 Cloning)
의료 분야 외에도 친자 확인 검사, 법의학, 유전체학을 포함하되 이에 국한되지 않고 핵산 추출이 사용되는 다른 분야도 있습니다.
핵산 추출의 간략한 역사
DNA 추출1869년 스위스 의사 프리드리히 미셔(Friedrich Miescher)가 처음으로 분리를 수행한 것으로 알려져 있습니다. 미셔는 세포의 화학적 구성을 결정함으로써 생명의 기본 원리를 해결하고자 했습니다.림프구 검사에 실패한 후, 그는 버려진 붕대의 고름에서 발견된 백혈구로부터 DNA의 조악한 침전물을 얻을 수 있었습니다.그는 세포에 산과 알칼리를 첨가하여 세포질을 남기고 DNA를 다른 단백질과 분리하는 프로토콜을 개발했습니다.
Miescher의 획기적인 연구에 이어 다른 많은 과학자들도 DNA를 분리하고 정제하는 기술을 발전시키고 개발했습니다.단백질 과학자인 Edwin Joseph Cohn은 제2차 세계대전 중에 단백질 정제를 위한 많은 기술을 개발했습니다.그는 혈관의 삼투압을 유지하는 데 중요한 혈장의 혈청 알부민 분획을 분리하는 일을 담당했습니다.이는 군인들의 생명을 유지하는 데 매우 중요했습니다.
1953년에 프란시스 크릭은 로절린드 프랭클린, 제임스 왓슨과 함께 DNA의 구조를 결정하여 DNA가 핵산 뉴클레오티드의 긴 사슬 두 가닥으로 구성되어 있음을 보여주었습니다.이 획기적인 발견은 Meselson과 Stahl이 1958년 실험에서 DNA의 반보존적 복제를 입증하면서 대장균 박테리아로부터 DNA를 분리하기 위한 밀도 구배 원심분리 프로토콜을 개발할 수 있는 길을 열었습니다.
핵산 추출 기술
DNA 추출의 4단계는 무엇입니까?
모든 추출 방법은 동일한 기본 단계로 요약됩니다.
세포 파괴.세포 용해라고도 알려진 이 단계에는 관심 있는 핵산이 포함된 세포내 체액을 방출하기 위해 세포벽 및/또는 세포막을 파괴하는 과정이 포함됩니다.
원하지 않는 잔해물 제거.여기에는 다운스트림 애플리케이션을 방해할 수 있는 막 지질, 단백질 및 기타 원치 않는 핵산이 포함됩니다.
격리.생성된 정제된 용해물에서 관심 있는 핵산을 분리하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 이는 용액 기반 또는 고체 상태(다음 섹션 참조)라는 두 가지 주요 범주 사이에 속합니다.
집중.핵산은 다른 모든 오염물질과 희석제로부터 분리된 후 고농도의 용출액으로 제공됩니다.
두 가지 유형의 추출
핵산 추출에는 용액 기반 방법과 고체 방법의 두 가지 유형이 있습니다.용액 기반 방법은 화학 물질을 사용하여 세포를 분해하고 핵산 물질에 접근하기 때문에 화학적 추출 방법으로도 알려져 있습니다.여기에는 페놀 및 클로로포름과 같은 유기 화합물을 사용하거나 Proteinase K 또는 실리카겔과 같은 덜 유해하므로 더 권장되는 무기 화합물을 사용할 수 있습니다.
세포를 분해하는 다양한 화학적 추출 방법의 예는 다음과 같습니다.
- 막의 삼투압 파열
- 세포벽의 효소적 소화
- 막의 가용화
- 세제 포함
- 알칼리 처리 있음
기계적 방법으로도 알려진 고체 상태 기술에는 DNA가 고체 기질과 상호 작용하는 방식을 활용하는 것이 포함됩니다.DNA는 결합하지만 분석물은 결합하지 않는 비드나 분자를 선택하여 둘을 분리할 수 있습니다.실리카 및 자성 비드 사용을 포함한 고체상 추출 기술의 예.
자기 비드 추출 설명
자기 비드 추출 방법
자성 비드를 사용한 추출 가능성은 Trevor Hawkins가 Whitehead Institute 연구 기관을 위해 제출한 미국 특허에서 처음으로 인식되었습니다.이 특허는 유전 물질을 자기 비드일 수 있는 고체 지지체 담체에 결합시켜 추출하는 것이 가능하다는 점을 인정했습니다.원리는 유전 물질이 결합될 고도로 기능화된 자기 비드를 사용하는 것입니다. 그런 다음 샘플을 담는 용기 외부에 자기력을 가하여 상청액에서 분리할 수 있습니다.
자기 비드 추출을 사용하는 이유는 무엇입니까?
자기 비드 추출 기술은 빠르고 효율적인 추출 절차에 대한 잠재력으로 인해 점점 더 널리 보급되고 있습니다.최근에는 적절한 완충 시스템을 갖춘 고기능성 자기 비드가 개발되어 핵산 추출의 자동화가 가능해지고 자원이 매우 가볍고 비용 효율적인 작업 흐름이 가능해졌습니다.또한 자기 비드 추출 방법에는 더 긴 DNA 조각을 분해하는 전단력을 유발할 수 있는 원심분리 단계가 포함되지 않습니다.이는 긴 DNA 가닥이 그대로 유지된다는 것을 의미하며 이는 유전체학 테스트에서 중요합니다.
게시 시간: 2022년 11월 25일