작물의 유전자 변형

생명공학은 작물을 생산량 증대와 더불어 해충과 제초제 저항성을 높이거나 원하는 물질을 대량으로 만들어내는 등의 목적으로 유전적으로 변형시킨다.

 

 

작물의 유전적 변형 방법: 유전자 클로닝

예) Bacillus thuringiensis(세균)으로부터 유래된 Bt유전자를 식물에 삽입하여 살충물질을 생산한다.

 

1. 특정 서열 DNA 절단: 원하는 유전자를 생물로부터 분리 또는 실험실에서 합성

특정효소를 이용하여 염색체로부터 특정염기서열의 DNA를 자른다. 점착말단을 가진 지그재그형의 DNA cut을 형성하는 효소가 유전자 클로닝에 유용하게 사용된다. 

 

2. DNA 조각 연결: 형질전환된 플라스미드

같은 제한효소로 절단된 DNA는 서로 연결이 가능하다. 점착말단의 DNA조각과 상보적인 서열을 가진 플라스미드(작은 환상 DNA)를 DNA ligase로 영구 접지시킨다.

(예: 플라스미드를 열게 만든 때와 동일한 효소를 사용하여 Bacillus 염색체로부터 Bt유전자를 분리하며, Bt유전자 조각의 끝과 열린 플라스미드의 점착말단은 서로 염기쌍을 이루기 때문에 플라스미드 안에 유전자를 넣을 수 있다.)

 

3. 식물 염색체로의 유전자 삽입

형질전환된 박테리아가 식물에 유전자를 삽입하게 한다. 예컨대 근두암종균(Agrobacterium tumefaciens)은 식물세포의 핵 속에 있는 염색체 내에 자신의 Ti 플라스미드를 삽입할 수 있다. Ti플라스미드의 암종을 발생시키는 유전자는 무력화시키고, Ti플라스미드에 삽입한 유전자는 식물의 염색체 내로 삽입되도록 한다.

 

 

다른 예시

식물에 임상의학에서 유용한 유전자를 삽입하여 의약품 생산에 이용할 수 있다.

식물체가 병원체를 생산하도록 유전자변형하여 해당 식물의 섭취를 통해 면역반응을 유도할 수 있다. (예: 무해한 대장균 단백질을 생산하도록 형질전환된 옥수수를 사람이 먹음으로써 미생물 감염으로 면역반응을 유도하여 항체를 만들게 한다.)