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DGGE #
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Category
Biology

DGGE #

DGGE란 Denaturing Gradient Gel Electrophoresis의 준말이며, 분자생태학적 방법의 하나로써 복합 미생물군집의 유전적 다양성을 규명할 수 있는 방법입니다.
또한, 유전자 변이의 검출과 같은 DNA 다형성을 해석할 수 있습니다.

DGGE 원리 #

DGGE pattern 분석법의 원리는 전기영동시 gel내에 존재하는 denaturant(변성제)의 농도 구배에 따른 핵산의 이중나선 구조와 변성구조, 즉 염기서열이 가지는 Tm 값의 차이에 의해 핵산의 이동속도가 달라지는 점을 이용한 것입니다 (Lerman et al., 1984).
PCR의 주형으로 이용되어지는 다양한 환경 DNA에 의해 생산되어진 동일한 크기의 PCR 산물을 denaturing gradient gel에서 전기영동을 하면 시료가 이동되면서 각각 다른 농도의 Urea와 formamide에 노출되어 이중나선의 DNA가 단일가닥으로 전환되어집니다. 이렇게 전환되어지는 비율은 염기서열내에 존재하는 melting domain에 따라 달라지게 되며 gel상의 특정 위치에서 특정염기서열을 가진 DNA가 band 형태로 나타나게 됩니다.
따라서 낮은 농도의 denaturant를 가지는 gel 상단에서는 낮은 Tm 값을 가진 DNA가 검출되어지며, 높은 농도의 denaturant를 가지는 하단의 gel에서는 높은 Tm 값을 가진 DNA가 검출되게 됩니다. 이 때 서로 다른 염기서열을 가진 DNA가 각기 다른 위치에서 band를 형성하므로 염기서열의 n값이 증가할 수록 band의 수는 늘어나게 되고 동일한 염기서열이 많아질수록 나타나는 band의 명도가 증가하게 됩니다.
그러므로 전체적인 DNA에 대한 수적 그리고 양적 변화를 하나의 gel상에서 관찰할 수 있는 장점이 있습니다. 또한 DGGE pattern 상의 band로부터 직접 DNA를 회수한 후 염기서열을 확인할 수 있는 장점을 가지기 때문에 Cloning을 통한 염기서열분석에 대한 시간 및 경제적 손실을 최소화할 수 있습니다.
이렇게 미생물 군집의 정성적 분석이 가능한 장점도 있지만, 낮은 분포를 보이는 군집의 경우 증폭산물이 적기 때문에 ethidium bromide에 의해 염색이 안되어 검출되지 않을 수도 있습니다. 또한 DGGE 방법의 경우 gradient gel을 만드는 과정이 복잡하고 GC clamp를 가진 Primer를 합성해야하는 실험 절차상 문제점도 존재하며, PCR 반응시 GC clamp에 의한 Mismatch 그리고 DNA 증폭과정 또는 분석과정시 합성될 수 있는 heteroduplex에 의한 오류를 고려해야만 합니다.

DGGE 실험 방법 #

  1. Variable Enviromental Sampling
  2. Total DNA Extraction
  3. Electrophoresis (23kb Total DNA band)
  4. DNA/Protein analysis
  5. PCR for DGGE
  6. Electrophoresis(167bp band)
  7. PCR product concentration
  8. DGGE gel casting
  9. DGGE running

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