범죄 현장 수사관이나 의사가 DNA 샘플을 확보 할 때이를 적절히 분석 할 수있는 DNA가 부족한 경우가 많습니다. 인체 자체의 DNA 복제 과정을 시뮬레이션하기 위해 과학자들은 제록스 기계처럼 작동하고 DNA 샘플을 복사 한 후 복사 할 수있는 PCR이라는 과정을 개발했습니다. PCR 반응에는 많은 구성 요소가 있으며 염화 마그네슘은 가장 중요한 요소 중 하나입니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
마그네슘은 PCR 반응에서 촉매 역할을합니다 .DNA를 복제하는 데 필요한 효소는 기능을 위해 마그네슘이 필요하며 PCR 반응은 마그네슘 없이는 작동하지 않습니다.
신체 모방
중합 효소 연쇄 반응 (PCR)은 자연의 DNA 복제 방식을 모방하기 위해 개발되었습니다. DNA는 반복되는 뉴클레오티드 시퀀스이며 각 뉴클레오티드는 세 부분을 포함합니다. DNA의 백본은 반복되는 당과 인산염 단위이며 각 당에는 질소 염기가 부착되어 있습니다. 네 가지 질소 염기가 있습니다. 구아닌, 시토신, 아데닌 및 티민. DNA는 두 개의 설탕 사이에 두 개의 질소 염기가 결합되어 서로 평행하게 연결된 두 개의 인산 당 가닥으로 구성됩니다. DNA가 체내에서 복제되면 helicase라는 효소가 질소 염기 사이의 결합을 분리합니다. 두 번째 효소 인 DNA 중합 효소는 오래된 뉴클레오티드 대신 새로운 뉴클레오티드를 부착합니다. 마지막으로 DNA 리가 아제라고하는 세 번째 효소가 새로운 분자를 다시 결합합니다.
PCR 반응 성분
실험실 반응에서 DNA를 복제하려면 몇 가지 변경이 필요합니다. helicase 대신 PCR 반응은 단순히 열을 사용하여 질소 염기 사이의 결합을 끊습니다. 인간 DNA 중합 효소는 이러한 온도를 견딜만큼 충분히 안정적이지 않습니다. Taq 중합 효소 또는 열 안정 중합 효소라고하는 유사한 분자가 대신 사용됩니다. PCR의 열 요구 사항을 견딜 수 있기 때문입니다. 또한 PCR 반응에는 자유 뉴클레오티드, 버퍼 및 마그네슘이 필요합니다.
염화 마그네슘의 역할
염화 마그네슘은 PCR 실험에 마그네슘을 첨가하는 데 선호되는 방법입니다. 열 안정성 중합 효소는 반응 과정에서 보조 인자로 작용하기 위해 마그네슘이 필요합니다. 그 역할은 촉매의 역할과 유사합니다. 마그네슘은 실제로 반응에서 소비되지 않지만 마그네슘의 존재 없이는 반응을 진행할 수 없습니다.
풍부한 마그네슘의 효과
PCR 반응에 마그네슘을 더 많이 첨가할수록 반응이 더 빨리 진행됩니다. 그러나 이것이 반드시 좋은 것은 아닙니다. 마그네슘이 너무 많으면 DNA 중합 효소가 너무 빨리 작동하여 복사 과정에서 오류가 발생하는 경우가 많습니다. 이것은 제공된 원래 샘플을 반드시 대표하지 않는 많은 다른 DNA 가닥으로 이어질 것입니다.
희소 마그네슘의 효과
마그네슘이 반응에서 공급이 제한되어 있다면, 마그네슘은 필요한만큼 빨리 가지 않을 것입니다. 40주기 PCR을 시도 할 수 있지만 원하는 양의 사본을 얻지 못할 수 있습니다. PCR의 각주기는 시험관의 DNA 양을 기하 급수적으로 두 배로 늘립니다. 따라서 소량으로 시작하는 동안 결국에는 초기 금액의 몇 배로 끝납니다. 마그네슘이 충분하지 않으면 일부 DNA 중합 효소가 활성화되지 않고 작동하지 않습니다. 그러나 열은 이미 존재하는 DNA를 분해하여 다시 결합하지 않을 것입니다. 따라서 마그네슘이 충분하지 않으면 전체 실험이 망가질 수 있습니다.