색소를 이용한 전기 영동 원리 실험

분자생물학에서 가장 많이 사용되는 전기영동 방법을 배우는 실험입니다. 전기영동을 하기 위해서는 겔을 제작해야 해서 겔을 제작한 후 생물나라에서 판매되는 전기영동 원리 염색 시약 제품을 이용하여 실험을 진행하였습니다.

 

영상으로 보고 싶다면 아래 유튜브로 접속해주세요.
https://youtu.be/OVefGkTovQ4

 

실험방법

아가로스 겔을 제작하기 위해서는 1배 TAE 버퍼 용액을 만들어야 합니다. 시중에 파는건 50배짜리를 많이 팔고 있어어 98ml 증류수에 2ml 50배 TAE 버퍼 용액을 섞어 사용합니다.

98ml 증류수를 눈금실린더에 담습니다.

50배 TAE버퍼 2ml를 눈금실린더에 넣어 100ml를 맞춥니다. 그럼 1배짜리 TAE 버퍼 용액이 만들어집니다. TAE buffer 용액은 전해질 담고 있어 사용합니다. 실험에 따라 TBE 버퍼 용액을 이용하기도 합니다.

만든 용액을 삼각플라스크에 담아줍니다.

아가로스를 0.8g을 잰 후 마찬가지로 삼각플라스크에 담습니다. 아가로스는 미생물 고체 배지를 만들 때 사용한 아가(Agar)에서 정제한 것입니다.

전자저울 위에 올린 플라스틱 접시는 웨잉디쉬로 약포지 대신에 사용합니다.

삼각플라스크를 랩으로 씌운 뒤 구멍을 4~5개 뚫어줍니다. 끓으면서 김이 나갈 수 있도록 만들어 주는 것입니다.

전자레인지를 이용해 삼각플라스크에 넣은 용액이 투명해질 때까지 돌려주세요. 중간중간에 꺼내서 투명해졌는지 확인해 주세요.

꺼낼 때 뜨거우니까 내열장갑 사용해 주세요.

아래처럼 투명해진 후 사용합니다.

용액을 겔트레이에 붓기 전에 콤브(comb)를 꽂아서 사용합니다. 실험에 따라 위, 중간 중 하나에 꽂아서 사용합니다. 이번 실험에서는 가운데 콤브를 꽂아서 사용하겠습니다. 보통은 보라색으로 색칠된 가장 윗부분에 꽂아서 사용합니다.

뜨거워서 부울 때 조심히 천천히 겔트레이에 투명해진 아가로스 용액을 붓습니다.

화살표 표시한 부분까지만 부으면 됩니다. 부운 후 식을 때까지 기다려주어야 합니다. 20~30분 정도 기다려야 합니다.

실험에 사용할 전기영동 원리 시약입니다. 

아래처럼 마이크로튜브(1.5ml 튜브, e-튜브, 에펜튜브)를 꽂는 랙을 이용하면 실험하는데 편해집니다.

사용할 전기영동기가 110V 코드를 사용한다면 변압기를 이용해 주세요.

불이 들어오는 것을 볼 수 있습니다.

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Full로 가장 강하게 놓고 사용하겠습니다.

겔이 다 굳게 되면 뿌옇게 불투명해집니다. 단단한 푸딩이라고 생각해도 좋고 단단한 묵이라고 생각해도 좋습니다. 꽂아놓은 콤브를 제거합니다.

콤브를 제거하면 아래처럼 구멍이 뚫리게 됩니다. 이것은 마치 우물 같다 하여 well 웰이라고 표현합니다. 이제 이 웰에 염색 시약을 붓고 전기영동을 하게 되는 것입니다.

투명하면서 위로 튀어나온 부분을 잡아 굳은 겔을 들어내주세요.

굳은 겔을 전기영동기에 놓습니다. 놓을 때 DNA가 인산기를 가져 음전하를 띠므로 (+) 극 쪽으로 끌려갈 수 있도록 위치를 잘 보고 놓아주세요. 

전기영동기 안에 부을 1배 TAE버퍼 용액이 필요하여 제작해 줍니다. 1L정도 제작해두면 오래 씁니다. 980ml증류수를 담습니다.

50배 TAE버퍼 용액을 20ml 넣어 1배짜리 TAE 버퍼 1L를 제작해줍니다.

만든 1배 TAE 버퍼 용액을 삼각플라스크에 담아 사용합니다.

만든 1배 TAE버퍼 용액을 겔이 완전히 잠기도록 전기영동기 안으로 붓습니다.

색소 용액을 종류별로 10㎕(마이크로 리터)씩 떠서 웰안에 넣습니다. 

자세한 마이크로피펫 사용법은 다음 글을 확인해 주세요. https://livelylifescience.tistory.com/21

맨 아래 빨간 글자는 소수점 첫째 자리를 의미합니다.

해당 피펫의 경우 하얀색 팁을 사용합니다.

10~100㎕짜리 마이크로피펫을 사용해도 됩니다. 다만 0.5~10㎕ 마이크로 피펫이 10㎕를 쟀을 때 더 정확하게 용액을 담을 수 있습니다.

먼저 샘플 시료 A부터 가장 왼쪽의 웰에 넣어줍니다.

아래사진처럼 피펫을 잡고 있지 않은 손으로 피펫을 고정해 주면 손을 떨지 않고 잘 넣을 수 있습니다.

사용한 팁은 마이크로 피펫의 이젝터버튼을 눌러 분리해 줍니다. 분리할 때 팁이 튕길 수 있으니 손으로 막고 분리해 주세요.

이제 순서대로 다른 용액들도 웰에 넣어주면 됩니다. 용액을 웰에 넣는 것을 '용액을 분주한다.'라고 자주 표현합니다.

다 분주를 마쳤다면 기계를 작동시켜 전류를 흘려줍니다. 용액들이 가진 전하에 따라 이동하게 됩니다.

색소들이 (+)극으로 이동하는 게 보이나요?

짠 결과가 나왔습니다. 

모두 (+) 극으로 이동한 것을 보아 염색 시료들이 (-) 극을 띄는 것을 확인할 수 있습니다. 생물나라 같은 사이트에서 구입할 때 더 비싼 제품을 사용하게 되면 (-) 극으로 이동하는 제품도 있습니다.

그런데 DNA는 색을 띠지 않는데 어떻게 이동하는 것을 보고 분석할 수 있는걸까요?