DNA 전기영동 (Agarose gel electrophoresis) loading dye 와 EtBr

전기영동은 DNA, 단백질 등 거대분자물질을 그 크기나 전하를 통해 분별하여 분석하는 기법을 말합니다. DNA를 분별하기 위하여 Agarose gel을 많이 사용하는데 이때 색을 띄게 하는 방법으로 Loading dye와 EtBr가 이용됩니다. Loading dye와 EtBr이 DNA를 염색하는데 어떤 차이점이 있는지 알아보도록 하겠습니다.

 

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1. Loading dye

Loading dye는 샘플을 Agarose의 Well에 넣기전, 샘플과 섞어 준비합니다. Loading dye는 DNA 전기영동 뿐만 아니라 단백질 전기영동에서도 Loading dye라는 명칭을 사용하기 때문에 혼동될 수 있으나 실험에 따라 전혀 다른 성분을 지닐 수 있습니다.

 

이와 같이 Loading dye는 고유명사가 아니기 때문에 여러 성분이 포함될 수 있으며 일반적으로 DNA 전기영동에는 Bromophenol blue, Xylene cyanol, Sucrose 등 이 포함되어 사용되고 있습니다.

따라서, 실험자의 판단에 따라 sucrose 대신 glycerol을 넣을 수 있으며 불필요한 경우 Bromophenol blue, Xylene cyanol 도 넣지 않을 수 있습니다.

https://www.bio-rad.com/ko-kr/sku/1660401edu-dna-electrophoresis-sample-loading-dye?ID=1660401edu

Loading dye의 역할은 일반적으로 Agarose 전기영동을 할 때 DNA가 gel의 어느 부분까지 내려왔는지 알려주는 지표의 역할을 합니다. Loading dye를 사용하지 않고 그냥 내릴 경우 DNA가 gel의 어느 부분까지 내려왔는지 알 수 없으며 계속 내리다가 DNA가 gel을 빠져 나올 가능성이 높습니다. 그래서 실험을 할 때 몇분동안 DNA가 원하는 곳까지 내려온다는 것을 알 수 있다면 굳이 Bromophenol blue와 Xylene cyanol를 넣지 않아도 됩니다. 또한 특별한 이유로 DNA가 색이 나타난다면 불필요한 물질을 넣지 않아도 될 것입니다.

 

서론에서 Bromophenol blue와 Xylene cyanol이 DNA를 염색한다고 언급하였습니다만, 실제로 Bromophenol blue와 Xylene cyanol 이 DNA를 염색하지 않습니다. Bromophenol blue와 Xylene cyanol는 DNA와 마찬가지로 - 전하를 띄기 때문에 전원 연결과 함께 DNA와 동일하게 gel을 이동합니다. DNA를 염색시키지 않으며 Bromophenol blue와 Xylene cyanol가 이동한 거리를 보고 대략 DNA가 어디까지 이동했을 것이라 추측하는 것입니다. Bromophenol blue는 1% Agarose gel에서 약 500bp DNA와 비슷한 속도로 이동하며, Xylene cyanol는 4kb DNA와 비슷한 속도로 이동합니다.

 

Sucrose는 샘플과 함께 섞여 비중을 높이는 역할을 하며 샘플이 Well에 잘 가라앉도록 해줍니다. 점성이 생기기 때문에 Sucrose 대신 Glycerol을 이용할 수 있습니다. 만약 Sucrose나 Glycerol을 넣지 않는 경우 힘들게 만든 샘플은 Well에 넣는 순간 gel에 넣어둔 buffer를 통해 사방으로 퍼져 사용할 수 없게 될 것입니다.

2. EtBr

EtBr 은 Ethidium Bromide의 약자 입니다. EtBr은 일반적으로 DNA 전기영동을 한 후 염색되는 Post-staining 입니다. EtBr이 DNA 이중가닥의 사이 (염기의 사이)에 결합하여 UV에 노출되었을 때 DNA를 통해 가시광선으로 변화시키므로 확인 할 수 있으며 Intercalating dye라고도 부릅니다.

EtBr은 염기사이에 결합하기 때문에 인체에 해로우며 발암물질로 지정되어 있어 실험시 반드시 보호도구를 사용해야 하며 폐기에 주의해야 합니다. EtBr의 이러한 단점 때문에 SYBR그린, LoadingSTAR 등 EtBr을 대체할 수 있는 제품들이 많이 있습니다.