DNA의 모형 제작 실험

Ⅰ. 실험이론

DNA의 이중나선 구조는 1953년 왓슨(James Watson)과 크릭(Francis Crick)에 의해서 밝혀졌으며 유전정보의 저장, 복제, 발현 등의 유전현상을 이해하는데 결정적인 기여를 하였다. 왓슨과 크릭은 주로 DNA 구조에 대한 X-선 회절 사진에 나타난 자료를 근거로 DNA의 이중나선 구조를 규명하였다. DNA의 이중나선 구조에 대한 이해는 유전 현상을 분자 수준에서 이해하는데 필수적이며, 또한 유전자 재조합을 통한 유전공학 등 새로운 생명과학의 응용 분야를 이해하는데도 중요하다.

DNA는 뉴클레오티드(nucleotide)라고 부르는 단위체로 구성되어 있다. 뉴클레오티드는 데옥시리보오스(deoxyribose)에 염기와 인산이 결합된 구조로서 이런 뉴클레오티드들이 길게 연결되면 긴 사슬의 폴리뉴클레오티드가 만들어진다. DNA는 두 개의 긴 폴리뉴클레오티드 사슬이 서로 마주보고 꼬이면서 결합하고 있다. 당-인산-당-인산의 형태로 이어지는 DNA의 골격은 이중나선의 바깥쪽에 위치하며, 아데닌(A)과 티민(T), 그리고 시토신(C)과 구아닌(G) 사이의 상보적 결합을 하고 있는 염기들은 이중나선 구조의 안쪽에 위치한다.

Ⅱ. 실험목적

① DNA의 이중 나선 구조에 대한 3차원 모형을 만들 수 있다.

② DNA의 모형을 이용하여 DNA의 복제와 발현 과정을 설명할 수 있다.

Ⅲ. 실험재료

스탠드, 칼, 뉴클레오티드의 구조가 인쇄된 종이, 풀, 빨대

Ⅳ. 실험과정

① 뉴클레오티드의 구조가 인쇄된 종이의 테두리를 오려 A:T, T:A, G:C, C:G 형태의 뉴클레오티드 쌍을 준비한다.(자르는 선은 커터칼로 잘라놓는다.)

② ‘골’ 로 된 곳은 들어가도록 ‘산’ 으로 된 곳은 위로 올라오도록 접는다.

③ 3.4cm 길이의 빨대를 10개 준비한다. (빨대를 3.4cm 로 잘라놓는다.)

④ 각 뉴클레오티드 쌍의 가운데 구멍에 십자모양으로 칼집을 낸다.

⑤ 스탠드 받침에 봉을 꽂는다. 그 후에 먼저 빨대 1개를 꽂고 염기 종이를 꽂고 다시 빨대를 꽂고 염기종이를 꽂는다. 이런 방법으로 차근차근 올라간다.

⑥ 위아래에 위치한 뉴클레오티드 쌍을 연결하기 위해서는 왼쪽 인산부분은 내려가도록

오른쪽 인산부분은 올라가도록 하여 ‘풀칠’ 이라고 쓰여 진 곳에 붙여서 연결한다.

⑦ 같은 방법으로 준비된 모든 뉴클레오티드 쌍을 임의의 순서대로 결합시킨다.

Ⅴ. 실험결과 및 토의

① 각자 제작한 DNA의 모형은 각각 DNA의 이중 나선 구조를 정확하게 나타내는가? 그렇지 못하다면 DNA의 어떤 특성을 제대로 나타내지 못하였는가?

② DNA의 이중 나선은 어떤 방향으로 회전하였는가? 그리고 그 회전 방향은 어떤 기준에 의해서 각자 결정하였는가?

③ DNA의 두 사슬의 각 말단은 서로 어떤 방향성을 갖고 있는가? 사슬의 말단에 대한 방향성은 어떤 기준에 의해서 결정되는지 제작된 DNA 모형으로 설명할 수 있는가?

④ DNA의 이중 나선이 한 번 회전할 때마다 몇 개의 뉴클레오티드 쌍이 사용되었는가? 살아있는 세포 속에서는 몇 개의 뉴클레오티드 쌍이 연결되어야 이중 나선이 한 번 회전할까?

Ⅵ. 연구과제

① 왓슨과 크릭이 왜 DNA의 모형을 만든 이유를 조사해보자.

② 왓슨과 크릭이 발견한 DNA의 이중나선구조 이외에도 다른 형태의 DNA구조가 있는지 알아보자.

③ 각자 만든 DNA 모형을 이용하여 DNA의 복제와 전사 과정을 설명해 보자.

Copyright (C) 2020 Biozoa All Rights Reserved