점착성 말단이 유전자 재조합에 용이한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 유전자 재조합을 하기 위해서 목적 DNA를 제한 효소로 절단할 때 절단된 부위가 점착성 말단을 나타낼 경우에 유전자 재조합에 용이한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 정준민 전문가입니다.
점착성 말단은 상보적 염기서열이 노출돼 상호 결합하기 쉬원 DAN 단변 효소 없이도 안정적을 붙일수 있답니다.
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 유전자 재조합을 위해서 플라스미드 벡터와 표적 DNA가 연결될 때 점착성 말단이 있으면 유리한데요, 이는 DNA 분자들이 서로 결합할 수 있는 상보적 염기서열을 제공하기 때문입니다.
점착성 말단이란 제한 효소가 DNA를 절단할 때, 일부 효소는 DNA를 완전히 직선으로 절단하는 대신, 한 가닥을 약간 길게 남겨 짧은 단일 가닥을 형성하는 것을 말하는데요, 이 말단은 상보적인 염기서열을 가진 다른 DNA 조각과 쉽게 수소 결합으로 결합할 수 있습니다.
유전자 재조합에서의 장점은 점착성 말단을 가진 두 DNA 조각은 서로 상보적인 염기서열끼리 자연스럽게 맞물리므로, 두 조각이 원하는 방향과 위치에서 결합하기 쉽다는 것인데요 예를 들어, 제한 효소 EcoRI로 절단한 DNA는 상보적 점착성 말단을 가진 플라스미드 벡터에 삽입될 수 있어, 삽입 방향과 위치를 조절할 수 있습니다.
또한 점착성 말단이 서로 결합하면, DNA ligase 효소가 인접한 인산-당 결합을 쉽게 연결할 수 있어, 재조합 DNA 형성이 훨씬 효율적인데요, 반대로 무딘 말단은 아무런 상보적 결합이 없어서 ligase가 연결하기 어려워, 재조합 효율이 낮습니다. 따라서 클로닝 시에는 점착성 말단이 효율적입니다. 감사합니다.
점착성 말단은 외가닥으로 돌출된 형태이며, 같은 제한 효소로 잘린 다른 DNA 조각과 상보적인 염기 서열을 가집니다. 이 상보적인 염기 서열은 서로에게 이끌려 수소 결합을 형성하며 안정적으로 결합이 가능합니다.
비유하자면 퍼즐처럼 원하는 DNA 조각이 정확한 벡터에 삽입되독 해주는 것이죠. 하지만 이 결합은 DNA 연결 효소인 리가아제가 작용하여 DNA를 확실하게 연결하기 전까지 안정성을 유지시켜 주는 일시적인 것입니다.
반면, 상보적 염기 서열이 없는 평활성 말단은 무작위로 결합하여 재조합 성공률이 매우 낮습니다.
그래서 점착성 말단은 유전자 재조합 실험에서 상당히 핵심적인 요소인 것이죠.
점착성 말단은 상보적인 염기쌍을 형성하여 DNA 리가아제의 작용을 돕기 때문에 유전자 재조합에 용이합니다. 제한 효소에 의해 생성된 점착성 말단은 서로 다른 DNA 절편이 동일한 효소로 절단되었을 때, 상보적인 단일 가닥을 가지게 됩니다. 이로 인해 목적 DNA와 벡터 DNA가 서로에게 쉽게 결합할 수 있는 환경이 조성되고, DNA 리가아제가 인산디에스테르 결합을 형성하여 재조합이 안정적으로 이루어지게 돕습니다.