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DNA의 극미세 가시화기술

전문가 제언: ○ DNA는 4종류의 염기가 사슬형상으로 얽혀 배열된 유전정보를 포함한 분자이다. 이러한 분자단위의 미세물질을 관찰하기 위해 파장의 한계로 인해 광학현미경의 사용은 불가능하고 0.1nm의 해상도를 가지는 전자현미경이어야 나노미터 단위까지 관찰이 가능하므로 생체분자계에서는 시료를 투과한 전자를 검출하는 투과형 전자현미경이 이용된다. 이는 시료를 급속 동결해 비정질 얼음으로 고착, 극저온상태에서 전자현미경으로 관찰하여 전자선에 의한 손상을 적게 하면서 단백질구조를 분석하는 방법이다.

○ 1869년 스위스의 Miescher가 맨 처음 DNA를 발견한 이래 많은 화학자들이 DNA의 네 가지 뉴클레오티드를 확인했고, 이들이 어떻게 연결되어 있는지 연구했다. 1951년부터 영국 Cambridge 대학의 James Dewey Watson과 Francis Harry Compton Crick은 DNA의 화학적인 성질에 대한 연구를 해왔으나, DNA 분자의 형태를 볼 수 없었기에 이들이 어떻게 정보를 운반하고 자신을 복제하는지는 자세히 알 수 없었다.

– 1952년 London대학의 Maurice Hugh Frederick Wilkins와 Rosalind Franklin이 X-ray 회절법을 이용하여 DNA 형태를 연구했고, 이들은 DNA를 관통한 X-ray가 산란되는 모양을 필름에 기록하였다. 이 연구결과로 DNA가 2, 3개의 사슬형태로 존재하며, 이들의 염기는 서로 가까이 겹친 상태임을 알 수 있게 되었다.

○ 1999년에 주사형 탐침현미경(SPM)을 이용해 나노튜브의 성질을 측정하는 연구가 수행되었다. 또한 원자력간 현미경(AFM)은 원래 나노구조의 관찰을 위해 고안된 것으로 나노 스케일에서의 정밀조작에도 이용되는 매우 유용한 기술이며, 1nm 정도의 정밀도를 갖는다. 역학적 측정 등의 새로운 물성 측정과 더불어 앞으로 주사형 터널현미경(STM)을 이용한 고분해능 관찰이 DNA를 비롯한 분자레벨연구에 있어서 더욱 중요한 과제가 될 전망이다.

저자: Toshio Kawahara, Hiroyuki Tanaka, Tomoji Kawai
자료유형: 학술정보