DNA만을 순수 분리하고자 할 때 알칼리 분해법을 사용할 수 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. DNA와 RNA가 동시에 존재하는 환경에서 DNA만을 순수 분리하고자 할 때 알칼리 분해법을 사용할 수 있는 이유는 무엇인가요?
질문하신 알칼리 분해법을 이용해 DNA만을 선택적으로 분리할 수 있는 이유는 DNA와 RNA가 알칼리 조건에서 갖는 화학적 안정성 차이를 갖기 때문인데요, 우선 DNA는 2′ 위치의 수산화기(–OH)가 없는 2′-deoxyribose를 갖고 있으나 RNA는 2′ 위치에 수산화기(–OH)가 존재하는 리보오스 오탄당을 가집니다.
따라서 RNA의 리보스 2′-OH가 염기성 환경에서 자기 가수분해를 일으킬 수 있는데요 구체적으로, OH가 인접한 인산 결합을 공격하여 인산-에스터 결합을 절단하게 되므로, RNA 사슬이 잘게 쪼개집니다. 이 반응은 pH가 높을수록 빠르게 일어나며, RNA가 쉽게 분해됩니다. 반면에 DNA는 2′-deoxyribose이므로 2′-OH가 없고, 따라서 같은 메커니즘으로 가수분해되지 않으며, 결과적으로 DNA는 알칼리 조건에서도 거의 손상되지 않고 안정하게 남는 것입니다. 감사합니다.
1명 평가안녕하세요. 정준민 전문가입니다.
알칼리 조건에서는 rna의 리보스에 있는 2-oh 가 가수분해를 일으켜 쉽게 분해된답니다.
반민dna는 2-oh가 없어 안정적이므로, 알칼리 처리시 dna만 선택적으로 남길수 있어요
결론부터 말씀드리면 RNA는 알칼리 조건에서 쉽게 분해되지만, DNA는 상대적으로 안정하기 때문입니다.
그리고 이 차이는 두 핵산의 화학 구조 때문입니다.
RNA는 리보오스라는 당을 가지고 있으며, 이 당의 2' 위치에 히드록실기(-OH)가 존재합니다. 이 히드록실기는 알칼리 환경에서 인접한 인산다이에스터 결합을 공격하여 RNA 가닥을 여러 조각으로 절단합니다.
반면, DNA의 당인 디옥시리보오스는 2' 위치에 히드록실기가 없고 수소(-H)만 존재합니다. 이로 인해 알칼리가 공격할 수 있는 표적이 없어 DNA의 인산다이에스터 결합은 안정적으로 유지되는 것입니다.
알칼리 분해법은 RNA와 DNA의 구조적 차이, 특히 당의 2번 탄소에 있는 작용기의 차이를 이용해 DNA만을 순수 분리하는 방법입니다. RNA를 구성하는 리보스 2번 탄소에는 수산화기(-OH)가 존재하여 강알칼리 조건에서 이 수산화기가 인접한 인산다이에스터 결합을 공격하고 스스로 절단되어 분해됩니다. 반면 DNA를 구성하는 디옥시리보스의 2번 탄소에는 수산화기 없이 수소 원자만 존재하므로, 동일한 강알칼리 조건에서도 인산다이에스터 결합이 파괴되지 않고 안정적으로 유지됩니다. 따라서 이 방법을 사용하면 RNA는 분해하여 제거하고 온전한 가닥의 DNA만을 분리할 수 있습니다.