DNADNA RNARNA 단백질단백질

(A) DNA

DNADNA RNARNA 단백질단백질

(B)

(C)

단백질단백질

그림 1. 유전자의 복제와 정보발현

표 1. 유전암호표

RNA

RNARNA

번역

전사

DNA

RNA

단 백 질

P SD TSD SD

그림 2. 원핵세포의 유전자발현

A B C

A B C

⊙ AAA‥‥AA

TP엑손 인트론

⊙

전사

스프라이싱

번역

AAA‥‥AA

그림 3. 진핵세포의 유전자발현

캡

트랜스인자

시스엘레멜트

전사량의 조절 프로모터

전사 개시점

전사 영역전사장치

그림 4. 진핵세포의 전사제어모델

DNA

A

ED

C

B

그림 5. 트랜스작용인자에 의한 전사의 제어

‥‥G G U G A U C A A G C C U U C A G U U A A U G U‥‥

‥‥G G U G A U C A A G C C U U C A G U U A A U G U‥‥

‥‥G G U G A U C A A G C C U U C A G U U A A U G U‥‥

‥‥G G U G A U C A A A G C C U U C A G U U A A U G U‥‥

‥‥G G U G A U C A A C C U U C A G U U A A U G U‥‥

［ ［ ［ ［ ［ ［ ［ ［

‥‥G G U G A U C A A G C C U U C A G U U A A U G U‥‥

Reading frame

정상 mRNA ( 유전자 )정상 단백질 ‥‥ Gly Asp Gln Ala Phe Ser ● ‥‥

(A) 점 돌 연 변 이

(B) 점 돌 연 변 이

( 넌센스변이 )

(C) 점 돌 연 변 이

( 리드스롯변이 )

(D) Frame shift 변이

( 결손변이 )

(E) Frame shift 변이

( 삽입변이 )

‥‥ Gly Glu Gln Ala Phe Ser ● ‥‥

‥‥ Gly Asp ● ‥‥

‥‥ Gly Asp Gln Ala Phe Ser Tyr Cys ‥‥

‥‥ Gly Asp Gln Pro Ser Val Asn Val ‥‥

‥‥ Gly Asp Gln Ser Leu Gln Leu Met ‥‥

그림 6. 각종 변이에 의한 아미노산서열의 변화

환상 플라스미드

DNA ( 벡터 )

재한효소

EcoRI

선상 플라스미드

재 한 효 소 EcoRI

DNA

DNA 절편

조직

플라스미드

DNA

대장균플라스미드대장균 DNA

앤피실린에 의한 선발

+ +

그림 7. 대장균을 이용한 유전자 클로닝의 원리

싸이클 0

목적 DNA 절편 ▲ ▲

싸이클 Ⅰ

싸이클 2

그림 8. PCR 법의 원리

A

B

C

D

E

주형 DNA

1. 변성

2. 프라이머의 어닐링

3. 신장반응

변성 및 어닐링

신장반응

그림 9. 식물세포의 구조

그림 10. 세포와 세포를 연결하는 플라스모데스마

그림 11. 프로토플라스트

한천배지

조직절편

절편

세포벽

프로토플라스트

프로토플라스트

켈루스

어린싹

그림 12. 조직절편이나 프로토플라스트로부터 식물제의 재생

In vitro 식물

그림 13. 켈루스 ( 탈분화한 세포의

덩어리 )

T - DNA

( 에그로박테리움 )

그림 15. TI 플라스미드의 유전자지도

LB

옥신합성효소

사이토카이닌합성효소 합성효소

오파인

종량 유전자군RB

Vir영역 ori

그림 14. 식물의 종양 , 크라운 골

그림 16. TI 플라스미드 벡터에 기본구조

T - DNA

( 에그로박테리움 )

LB

외래유전자 선택 마커

RB

Vir영역 ori

(B)(A)

vir

결손 T-DNA플라스미드

ori

외래유전자

선택마커

ori( 대장

균 )

ori

LB RB

에그로박테리움의 도입

virori

결손 T-DNA플라스미드

외래유전자 선택마커

식물에 감염

그림 17. 바이너리벡터에 의한 유전자의 도입

광역기주형 벡터

ori

R

TTNPTIINos-P R 35S-P ⓣ ipt 35S-P

R

R

35S-P

35S-P

R

ipt

T

TNPTIINos-P T

그림 18. MAT 벡터의 유전자 구성과 선택 마커가 제거되는 기구

그림 19. MAT 벡터에 의한 유전자 조작 식물의 재작법

그림 20. 파티클건

대장균 효모 사람 토마토 벼

CUA 3.0 11.9 6.3 8.0 7.9

CUC 9.8 4.2 20.1 11.1 28.6

CUG 54.8 8.6 42.5 6.0 16.5

CUU 9.9 8.7 10.9 25.4 1.8

UUA 10.3 24.4 5.5 9.9 7.8

UUG 11.2 32.0 11.1 25.7 12.2

표 2. 생물에 따른 유전코드의 사용빈도

코돈 1000 당 사용빈도

P

P ** * * *

P ** * * *

TP

TPI

그림 21. 도입할 유전자의 디자인

P : 프로모터 , TP : 트렌지트펩티드 , I : 인트론

* : 염기서열의 치환

A

B

C

D

** * * *P

--------

------------------------

DNA

mRNA

단백질

그림 22. 프로모터에 따른 단백질 발현량의 변화

그림 23. 형광을 발하는 담배

P

--------

----------------

그림 24. 새로운 유전자를 도입해서 새로운 형질을 발현시킨다 .

(A)

(B)

그림 25. 안티센스법에 의한 특정유전자의 제어

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그림 26. 코서프레이션에 의한 특정유전자의 제어

그림 27. 에그로박테리움을 감염시킨 잎

디스크로부터 유전자 조작식물

의 육성

외래유전자

자가수분

실용화에

그림 28. 유전자조작식물에 도입된 유전자의 후세대 전달

표 3. 외국에서 개발된 유전자조작식물

장기보존 토마토 ( 미국 )

장기보존 카네이션 ( 오스트레일리아 )

제초제내성 콩 ( 미국 )

제초제내성 목화 ( 미국 )

제초제내성 유채 ( 캐나다 )

제초제내성 옥수수 ( 미국 )

제초제내성 담배 ( 프랑스 )

내충성 감자 ( 미국 )

내충성 목화 ( 미국 )

내충성 옥수수 ( 미국 )

웅성불임 유채 ( 캐나다 )

바이러스 저항성 호박 ( 미국 )

라우린산 고생산성 유채 ( 미국 )

* 안정성평가를 끝내고 판매 가능한 것

그림 30. 중국에서 시판되고 있는 유전자 조작 담배