겔 전기 영동법

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Gel electrophoresis apparatus.JPG
겔 전기 영동장치
사진의 장치에서는 우뭇가사리에서 추출한 아가로스가 겔 메트릭스로 사용되었다.

겔 전기 영동법(gel electrophoresis)은 겔 메트릭스에 전류를 흘려보내 DNA, RNA, 단백질 등을 분리하는 실험 방법이다.[1]

개요[편집]

겔 전기 영동 장치의 원리

왼쪽 그림과 같이 한천으로 된 겔에 시료를 넣고 전류를 흘려보낸다. 수소 이온 농도가 중성일 때 DNA인산기 때문에 음전하를 띄므로 DNA는 양극쪽으로 끌려가게 된다. 이 때 DNA가 통과하는 겔은 다공성 물질이기 때문에 일종의 체로써 작용하여 작은 DNA 절편이 더 빨리 끌려가게 된다. 따라서 적당한 시간동안 전류를 흘려보내면 DNA 절편은 크기에 따라 분리된다.[2]

폴리아크릴아마이드 겔 전기영동법[편집]

폴리아크릴아마이드 겔 전기영동법(Polyacrylamide gel electrophoresis, PAGE)은 전기영동에 한천 겔 대신 폴리아크릴아마이드 겔을 이용하는 방식이다. PAGE는 이 전기영동법을 지칭하는 말로서 사용되기도 하고, 때로는 겔 자체를 지칭하기도 한다. 이를 사용한 전기영동법 역시 기본적 원리는 한천을 이용한 것과 같다. 허나 폴리아크릴아마이드 겔은 한천 겔에 비해 훨씬 촘촘한 다공성 물질이기 때문에 한천을 이용할 때에 비해 분자량이 작고 크기 차이가 작은 시료들을 분리할 때 이용한다. 따라서 또다른 고분자 물질이지만 핵산에 비해서는 그 크기가 작은 단백질을 분리할 때 주로 사용된다. 5k - 2000kDa 정도 되는 단백질을 분리하기 위해서 사용한다. 단백질은 핵산과 달리 기본적으로 다양한 전하를 띄며, 다양한 형태를 가지기 때문에 몇 가지 처리를 요하는데, 우선 단백질을 머캅토에탄올로 처리해 주어야 한다. 머캅토에탄올은 단백질의 이황화 결합을 파괴하여 입체 구조를 변성시킨다. 그 후 단백질을 SDS을 이용해 폴리펩티드를 음전하로 코팅하게 되면 모든 시료 펩티드가 음전하로 코팅된 일자의 분자가 되어 단백질의 아미노산 조성, 입체 구조 등으로 인한 요인을 무시할 수 있게 된다. 음전하로 코팅된 폴리펩티드는 PAGE상에서 (-)극에서 (+)극으로 이동한다. 디데옥시 사슬종결법에서도 겔로서 Agar가 아닌 PAGE가 사용되는데, 그 이유는 이 기술에서는 염기 한 쌍의 차이를 시각적으로 표현해주어야 하기 때문에 훨씬 작은 분자량 차이도 분리할 수 있는 PAGE를 이용하는 것이다.

주석[편집]

  1. Berg JM, Tymoczko JL Stryer L (2002). Biochemistry (5th ed.). WH Freeman. ISBN 0-7167-4955-6.
  2. Pulves 외, 이광웅 외 역, 생명 생물의 과학, 2008, 교보문고, ISBN 978-89-7085-798-5, 309-311쪽