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인간의 삶과 역사 속의 미생물: 유전공학을 가능하게 한 미생물

수업노트/인간의삶과역사속의미생물

by 적분 ∫2tdt=t²+c 2012. 12. 18. 02:15

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유전공학을 가능하게 한 미생물
재조합DNA 기술
1.제한효소
2.클로닝 매개체
3.분자클로닝

제한효소
*제한효소: 외부로부터 유입되는 DNA로부터 자신을 지키기 위해, 유입 DNA를 쪼개버리는 역할
아무 부위나 잘라내는 것이 아니라 특정한 부위를 잘라냄.
*제한효소가 자기 자신의 DNA를 자르지 않도록 막는 방법: modification 효소를 이용해서, 딱지를 붙여놓음. 제한 효소가 패턴을 인식 못하게 막음.

클로닝 매개체
*Vector: 매개체 역할을 하는 플라스미드의 일종. 제한 효소에 의해 한 곳만 잘라지도록 함. 잘린 vector는 liinear vector가 됨.
*Linear vector와 DNA 조각들을 섞어두고, 효소를 이용해 합침.
합쳐진 DNA를 가지고 있는 세균을 잔뜩 배양하면, 그 중 원하는 특징을 가지는 세균이 있을것임.

분자클로닝
*DNA ligase: 잘라진 DNA를 땜질하는 효소

이용
*유용한 단백질(인슐린 등)을 생산하는데 사용
*유전자 테라피

이슈
*유전자 테라피에 사용하는 배아줄기세포 논란
*유전자 조작식품에 대한 논란
*생화학 테러에 대한 논란

생명공학의 주체인 미생물
*식품 및 식품 첨가물 생산: 발효 식품, 아미노산, 미생물 식품으로 이용(버섯, 미역, 김 등)
*건강(영양)보조제 생산: 식이섬유, 비타민, 미생물 건강(영양)보조제로 이용(유산균, 클로렐라, 스피루리나, 효모 등)
*의약품 생산: 항생물질, 호르몬, 스테로이드(염증 치료에 효과적) 등
*효소 생산: 산업용 효소(옷감의 풀을 제거하기 위함), 세제 첨가용 효소
*-Exoenzymes: 효소를 만들어서 밖으로 배출하는 것.
*-효소를 만들어서 체내에 가지고 있는 세균은, 효소를 만드는 DNA와 Exoenzyme 성격을 가지게 하는 DNA를 덧붙여서 배양시킴.
*-Amylases(녹말->포도당)과 glucoamylases(포도당->과당)을 사용하여, 음료수 등을 만드는 데에 사용함
*-70~80도에서 생존하는 단백질 분해 효소를 가진 미생물: 세제 등에 사용
*화학제품 생산: 바이오폴리머(생분해 플라스틱 등), 시트르산, 아세톤, 글리세린, 에틸알코홀, 초산 등
**바이오 플라스틱: 석유화학 플라스틱의 썩지 않는 문제를 해결
**Dextrin, Cyclodextrin: 다당류의 일종, 미끈미끈한 중합체, 윤활제 등으로 사용
**Poly-Beta-hydroxyvalerate, Poly-Beta-hydroxybutyrate: 생분해 플라스틱을 만드는데 사용
**Surfactant(계면활성제): 큰 기름 덩어리를 잘게 부수는 역할
**Bioremediation: 생물을 이용한 환경 복원 – 기름유출사건 등
*-항생제로 세균, 바이러스가 보호막으로 쓰는 껍질을 제거하는데 사용함
*연료 생산: 메탄가스, 에틸알코홀, 수소 가스 등
*-메탄 방출원
*-*Landfill: 쓰레기 매립지, 미생물이 쓰레기를 썩히면서 메탄가스를 발생시킴
*-*Natural wetlands: 습지, 산소가 없는 곳에서 미생물이 메탄가스를 만들며 살아감.
*-*Termites: 흰개미
*-*메탄 하이드레이트: 순수한 메탄가스가 바닷속에 잠겨있는것. 매장량이 엄청나 미래의 연료로 주목받음
*--그런데 메탄은 이산화탄소보다 강한 온실가스.
*--온난화로 바닷속의 메탄가스가 기화되어 유출되면, 온난화가 더욱 가속화될것 (2억5천만년 전의 대멸종 – 메탄 가스 온실효과 때문)
*살충제 생산: 미생물 살충제(사람에겐 전혀 해가 없고, 해충에게만 영향을 미침. 내성을 가질 수 없는 구조)
**BT toxin: 화학살충제와는 달리 환경에 축적되지 않음
*광물 정제: 구리, 금, 납 등
*나노 기술
**Diatom: 규조류, 골격으로 규소를 사용하는 미생물. 미생물이 죽어도 규소골격이 남음.
*-약물이 체내에서 원하는 위치에서 서서히 빠져나오도록 하는 것 등에 사용함.
*감지 기술: 살아있는 미생물이 특정 물질을 만나면 반응하는 것을 이용해, 센서를 만들수 있음

생명공학에 필요한 새로운 유전자 탐색
-Gene mining
-Metagenome

형질전환생물
-Engineering metabolic pathways in bacteria
-Genetic engineering of animals
-Gene therapy in humans
-Transgenic plants in agriculture
--한동안 식물의 형질전환은 식물세포가 가지고 있는 세포벽 때문에 쉽지 않았음.
--그런데 Agrobacterium tumefaciens 라는 세균이 발견되면서 세포벽 속으로 유전자를 전달하는 방법(Ti plasmid)이 생김.
-*BT 독소를 만들어내는 유전자를 넣어 해충에 내성을 가지게 만듬



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