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세균에서 DNA 이동에 관한 모든 것

전문가 제언: ○ 분열법에 의한 무성생식을 하는 세균은 고등생물의 수정과 같은 DNA의 재조합이 일어나지 않는다. 그러나 세균에서도 짝짓기(mating)와 유사한 방법으로 유전물질의 이동은 가능하다. 세균에서 한 세포에서 다른 세포로 유전자를 전달하는 방법에는 형질전환(transformation), 접합(conjugation), 형질도입(transduction) 등이 알려져 있다. 세포 주위의 유동체로부터 DNA를 받아들여 세포의 유전 형질이 바뀌는 것이 형질전환이며, 2세포가 선모(pilus)에 의해 서로 결합되어 DNA가 이동되는 현상이 접합이다. 세균에 bacteriophage의 감염으로 다른 세균의 유전자 도입을 형질도입이라 하며, 전자의 2가지 방법에서는 한 가닥의 DNA가 전달되지만 형질도입에서는 2가닥의 DNA가 모두 전달된다.

○ 형질전환은 1928년 F. Griffith에 의해 폐렴쌍구균의 병원성이 DNA의 이동으로 비독성 균주가 독성 균주로 전환될 수 있다는 유명한 실험으로 처음 밝혀졌으며, 이후 Avery 등에 의해 DNA가 유전물질이라는 사실을 입증하는데 크게 공헌하였다. 1970년 Hawaii 대학의 Mandel과 Higa 등에 의해 염화칼슘으로 대장균을 형질전환이 가능한(competent) 세포로 변화시키는 방법을 고안하여 재조합 DNA에 의한 단백질 생산의 새로운 유전공학 기술을 가능하게 하였다. 이후 형질전환을 위한 protoplast의 이용, electroporation 기술의 이용, 유전자총을 이용하는 방법 등의 새로운 기술이 개발되었다.

○ 세균의 plasmid 중에는 접합에 의한 전달성이 있는 것과 없는 것이 있는데, 대장균의 F 인자나 약제내성 plasmid는 전자에 속하며 ColE1 plasmid는 후자에 속한다. 일반적으로 전달성 plasmid는 size가 크고 세포 당 복제수는 적으며 비전달성 plasmid는 대체로 반대이다. 전달성 plasmid를 갖는 세균의 표면에 성선모(sex pili)가 형성되어 2세포의 접합에서 plasmid DNA의 공여균으로 작용한다.

저자: Chen, I; Christie, PJ; Dubnau, D
자료유형: 학술정보