플라스미드란? - 개념, 사용법, 사용사례, 중요성, 종류

 

 

분자생물학이나 생명과학 분야에서 실험을 하다 보면, 플라스미드라는 단어를 정말 자주 접하게 돼요.

 

 

실험실에서는 마치 커스터마이징 가능한 유전자 택배 상자처럼 쓰이고 있죠. 그만큼 플라스미드는 유전자 조작 실험에 빠질 수 없는 중요한 도구예요.

 

플라스미드는 도대체 뭘까요?

 

 

 

 간단히 말하면, 플라스미드는 박테리아 안에 존재하는 작고 원형의 이중 가닥 DNA 분자예요. 보통 염색체 DNA와는 독립적으로 복제될 수 있다는 점이 가장 큰 특징이에요. 대부분의 플라스미드는 박테리아에 있지만, 일부는 고세균이나 심지어 진핵생물에서도 발견될 수 있답니다.

 

 

플라스미드는 생존에 꼭 필요한 유전 정보를 가지고 있지는 않지만, 환경에 적응하는 데 유리한 유전자를 담고 있는 경우가 많아요. 예를 들면, 항생제 내성 유전자를 가지고 있는 플라스미드가 대표적이죠. 이런 유전자가 있으면 박테리아가 항생제를 만나도 살아남을 수 있어서, 다른 박테리아에게도 이 플라스미드를 전달하려고 해요.

 

 

 

 

 

이렇게 유전자가 플라스미드를 통해 전달되는 과정을 수평적 유전자 전달(horizontal gene transfer)이라고 해요. 플라스미드는 이처럼 박테리아 사회(?) 안에서 유전 정보를 주고받는 데 중요한 역할을 해요.

 

반응형

 

클로닝 벡터

실험실에서는 자연 상태의 플라스미드를 조금 변형해서, 우리가 원하는 유전자를 쉽게 삽입하고 발현시킬 수 있도록 만든 클로닝 벡터(cloning vector) 형태로 많이 사용해요. 

 

 

 

이 클로닝 벡터에는 몇 가지 공통적인 요소들이 포함돼요. 먼저, 플라스미드가 박테리아 안에서 잘 복제되도록 도와주는 복제 기점(origin of replication, ori)이 꼭 필요하고, 우리가 넣은 유전자가 제대로 발현됐는지를 확인할 수 있도록 선택 마커(보통은 항생제 내성 유전자)도 함께 들어 있어요. 게다가 유전자를 삽입할 수 있는 다중 클로닝 사이트(multiple cloning site, MCS)도 들어 있어서, 효소로 DNA를 자르고 원하는 유전자를 쉽게 삽입할 수 있죠.

 

이런 플라스미드를 세포 안에 넣는 과정을 트랜스포메이션(transformation)이라고 불러요.

 

 

 

 

실험실에서는 흔히 박테리아 세포에 열충격(heat shock)이나 전기충격(electroporation)을 가해서 플라스미드가 세포 안으로 들어가도록 유도하죠. 이후에 항생제를 포함한 배지에 세포를 배양하면, 플라스미드를 가진 세포만 살아남게 돼요. 이 과정을 통해 우리가 원하는 유전자가 잘 들어갔는지를 확인할 수 있어요.

 

요즘에는 단순한 클로닝뿐 아니라, 단백질 발현, 유전자 발현 조절, CRISPR 시스템 운반 등 다양한 목적에 맞는 특수 플라스미드들도 존재해요. 

 

 

예를 들면, 형광단백질 유전자가 들어 있는 플라스미드는 세포 안에서 형광을 내는 단백질을 만들어주기 때문에, 세포 안에서의 유전자 발현을 시각적으로 확인할 수 있죠. 

 

 

혹은 특정 프로모터나 리포터 유전자가 결합된 플라스미드는 유전자 발현의 정도나 반응을 정량적으로 분석할 수도 있어요.

 

이처럼 플라스미드는 생명과학 연구자들에게 꼭 필요한 만능 도구예요. 우리가 원하는 유전자를 실어 나르고, 세포 안에서 발현되도록 도와주며, 실험의 성공 여부를 눈으로 확인할 수 있게 해주죠. 

 

 

실험실에서 플라스미드를 어떻게 설계하고, 어떤 목적에 맞게 사용할지에 따라 실험 결과가 완전히 달라지기 때문에, 플라스미드에 대해 잘 이해하고 있는 것이 정말 중요해요.

 

 

플라스미드, 이름은 낯설 수 있지만 알고 보면 연구자들의 최고의 파트너예요. 다음 번 실험에서 플라스미드를 다룰 일이 있다면, 이 글을 떠올리며 조금 더 친숙하게 느껴보세요!