브로콜리 DNA 추출하기

Ⅰ. 배경이론

DNA는 1897년 미셔(Miescher)에 의해서 처음으로 발견되었지만, DNA가 유전물질이라는 것은 1928년 그리피스(Griffith)의 형질전환실험, 1944년 에이베리(Avery) 등의 형질전환 물질에 대한 생화학적인 연구, 그리고 1952년 허쉬(Hershey)와 체이스(Chase)의 방사성 동위원소를 이용한 바이러스의 유전연구를 통해서 규명되었다. 1953년에 왓슨(Watson)과 크릭(Crick)에 의한 DNA 이중나선 구조의 규명은 분자생물학의 발달과 DNA 재조합 시대를 여는 계기가 되었다. DNA 기술은 사람을 포함하는 많은 생물의 유전체연구의 완성을 가져왔고, 형질전환 동식물의 생산, 사람의 질병 예방과 치료, DNA 지문을 이용한 과학적 수사, 친자 확인 등 우리 실생활과 매우 밀접한 연관성을 갖게 되었다. 따라서 DNA를 교육 현장에서 학생들이 직접 뽑아서 눈으로 확인하는 것은 매우 중요한 의미가 있다고 생각된다. 본 실험은 전통적인 복잡한 방법 대신에 세재와 에탄올만으로도 눈으로 확인할 수 있을 만큼 많은 양의 DNA를 나무젓가락으로 감아올릴 수 있었다. 추출된 DNA를 페놀로 처리하였을 때 단백질이 검출되었기 때문에 추출된 DNA는 단백질도 일부 포함하고 있는 것으로 생각된다.

Ⅱ. 실험재료

브로콜리, 99.9% 에탄올, 계면활성제, 소금(NaCl), 막자사발, 가위(or 칼), 나무젓가락, 100mL 비커, 유리막대, 구멍이 작은 주방용 체, 증류수(or 수돗물)

Ⅲ. 참고사항

소금-세제액은 실험 전에 만들어 써야 효과가 더 좋으며, 또한 실험 재료는 반드시 신선하게 유지해야 유전물질의 파괴를 막을 수 있다. 잘게 부순 브로콜리 용액에 나무젓가락을 비스듬하게 세운 뒤 에탄올을 막대를 따라서 천천히 넣는 것이 매우 중요하다. 에탄올을 한꺼번에 붓게 되면 긴 사슬의 DNA를 보기 어렵고 약간 뿌옇게 보이는 경향이 있다. 99.9% 에탄올은 휘발성이면서 발화성이 있기 때문에 원액은 학생들이 접근할 수 없도록 보관한다.

Ⅳ. 실험과정

① 증류수 150mL 에 소금 2g과 계면활성제 7mL을 넣고, 소금이 완전히 녹을 때까지 잘 섞어 소금-계면활성제액를 만든다.

② 브로콜리 약 50g을 막자사발에 넣고 가위로 잘게 자른 후 막자로 아주 곱게 간다.(50g은 대략 주먹만한 브로콜리 절반에 해당한다.)

③ 실험 전에 바로 만든 소금-계면활성제액 100mL를 막자사발에 약 10분 동안 힘차게 섞으면서 갈아준다.

④ 구멍이 작은 체를 이용하여 용액을 걸러 찌꺼기를 제거한다.(브로콜리 DNA추출액)

⑤ 브로콜리 추출액을 적당량 비커에 담은 후, 유리막대을 비커 벽에 대고 차가운 에탄올이 유리막대를 타고 내려가게 하면서 조심스럽게 비커에 붓는다. (에탄올은 세포 추출액 부피의 2배를 넣어준다.)

⑥ 흰색의 가는 선 모양의 물질이 생기면 먼저 돋보기로 관찰한 후 나무젓가락으로 여러 번 휘감아 올린다. 흰 색깔의 물질이 DNA가 엉켜서 생긴 것이다.

Ⅴ. 실험결과 및 토의

① 이 실험에서 소금과 세제를 넣어주는 이유는 무엇인가?

→ 소금-세제액의 역할은 세제의 경우 계면활성제의 역할을 함으로써 세포막의 주성분인 인지질을 녹이는데 도움을 준다. 그리고 소금의 경우는 알콜을 넣어줬을 때 DNA가 잘 뭉치게 도와주며 무색인 DNA가 Na+ 이온과 결합하여 흰색을 띄게 된다.

② 브로콜리 추출액에 에탄올을 넣었을 때 생기는 물질은 색깔과 형태가 어떠한가?

→ 흰색의 가는 선 모양의 물질이 생긴다.

③ 나무젓가락으로 감아올린 물질이 DNA인지 확인 하려면 어떤 실험을 추가로 해야하는가?

→ DNA 확인실험을 하기 위해서는 전기영동실험이 필요하다.

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