겔 전기영동 시뮬레이터
이 시뮬레이션의 방정식
| V | 전압 V (볼트) | DNA는 음전하를 띠므로 검은 전극(−)에서 빨간 전극(+) 쪽으로 이동합니다 | |
|---|---|---|---|
| d | 전극 사이 거리 | 이 탱크는 15 cm; 중요한 것은 전기장 E이므로 탱크가 길수록 전압이 더 필요합니다 | |
| E | 전기장 | 보통 전기영동에서 약 5~8 V/cm | |
| v | 밴드의 속력 | 시간당 cm |
현재 값을 넣으면:
| μ₀ | 자유 용액에서 DNA의 이동도 | 3 × 10⁻⁴ cm²/(V·s), 전하와 마찰이 모두 길이에 비례해 커지므로 어떤 길이든 같음 | |
|---|---|---|---|
| L | 조각의 길이 (bp) | 겔은 체와 같습니다: 긴 조각일수록 더 붙잡힙니다 | |
| T | 아가로스 T (% w/v) | 진한 겔은 구멍이 작아 작은 조각은 더 잘, 큰 조각은 더 못 분리합니다 | |
| L* | 겔이 속력을 절반으로 줄이는 길이 | 경험적 근사식; 1% 겔에서 약 20 kb를 넘으면 모든 조각이 같은 한계 속력으로 움직여 한 밴드로 겹칩니다 |
현재 값을 넣으면:
| a, b | 표준 곡선 | 래더 밴드에 맞춘 직선; 미지의 밴드를 여기에 대어 읽으면 크기가 나옵니다 | |
|---|---|---|---|
| R² | 직선이 얼마나 잘 맞는지 | 위나 아래 끝의 래더 밴드가 겔이 잘 분리하는 범위를 벗어나면 떨어집니다 |
현재 값을 넣으면:
| σ | 밴드의 폭 | 밴드는 웰 폭으로 시작해 확산으로 넓어집니다; 길고 느린 전기영동은 밴드를 흐리게 하고, 약 10 V/cm를 넘으면 줄 열이 더 번지게 합니다 |
|---|
현재 값을 넣으면:
| R | 버퍼의 저항 | 1× TAE 미니 겔에서 약 1.6 kΩ | |
|---|---|---|---|
| P | 발열량 | 겔과 버퍼를 데웁니다: 너무 크면 겔이 웃는 모양이 되거나(가운데 레인이 앞서감) 녹습니다 |
현재 값을 넣으면:
겔 전기영동 시뮬레이터 사용법
- 레인 1에는 크기를 아는 래더, 레인 2에는 자르지 않은 플라스미드, 레인 3에는 한 번 자른 플라스미드, 레인 4에는 두 효소로 자른 플라스미드, 레인 5에는 PCR 산물, 레인 6에는 입력한 크기가 들어 있습니다. 전기영동은 바로 시작되며, DNA는 검은 전극에서 빨간 전극으로 움직이고 파란 로딩 염료가 앞서갑니다.
- 전기영동 시간과 염료 선두를 지켜보다가, 브로모페놀 블루가 약 4분의 3쯤 내려가면 작은 조각이 끝으로 빠져나가기 전에 멈추세요. 아가로스 농도를 바꾸면 진한 겔은 작은 조각을, 묽은 겔은 큰 조각을 잘 분리하는 것을 볼 수 있습니다. 전압을 높이면 빨라지고, 약 10 V/cm를 넘으면 겔이 뜨거워져 밴드가 번지고 웃는 모양이 됩니다.
- 그림 아래에서 밴드 크기를 읽으세요: 시뮬레이션은 래더 밴드에 로그 크기 대 거리의 직선을 맞추고 다른 밴드를 그 직선으로 읽으며, 래더 범위를 벗어난 밴드에는 물음표를 붙입니다. 그래프가 그 표준 곡선입니다. 겔을 만들 때는 아가로스 겔 계산기를, 실제 겔의 밴드를 추정할 때는 젤 띠 크기 추정을 쓰세요.
자주 묻는 질문
DNA는 왜 겔 속을 이동하나요?
DNA의 인산 골격은 염기마다 음전하를 하나씩 띠므로 전기장에서 양극 쪽으로 움직입니다. 자유 용액에서는 전하와 마찰이 모두 길이에 비례해 커지므로 모든 조각이 같은 속력으로 움직입니다. 조각을 나누는 것은 아가로스 그물망으로, 긴 분자일수록 더 많이 붙잡습니다.
자르지 않은 플라스미드는 왜 밴드가 여러 개인가요?
세포에서 막 꺼낸 플라스미드는 대부분 초나선, 즉 스스로 단단히 꼬인 상태라 작고 단단해서 같은 길이의 선형 DNA보다 빨리 움직입니다. 한쪽 가닥이 끊긴 플라스미드는 풀려서 열린 고리가 되고 겔 속을 끌리듯 뒤처집니다. 한 번 자르면 플라스미드는 실제 길이의 선형 밴드 하나가 됩니다.
아가로스 농도는 얼마로 해야 하나요?
5~20 kb 조각에는 약 0.7%, 0.5~10 kb에는 1%, 0.2~3 kb에는 1.5%, 50 bp~1 kb에는 2~3%가 적당합니다. 묽은 겔에서는 작은 조각이 함께 움직이고, 진한 겔에서는 큰 조각이 거의 들어가지 못합니다. 약 20 kb를 넘으면 보통 겔에서는 모든 조각이 같은 한계 속력으로 움직여 한 밴드로 겹칩니다. 이런 조각에는 펄스장 겔 전기영동을 씁니다.
래더로 밴드 크기를 읽으면 얼마나 정확한가요?
밴드가 겔 가운데에서 래더 밴드 사이에 있으면 약 5~10% 정도입니다. 그곳에서는 로그 크기가 거리에 따라 거의 직선으로 줄어들기 때문입니다. 겔 위아래 끝 근처와 래더 범위 밖에서는 정확도가 떨어지며, 초나선이나 닉이 있는 플라스미드는 선형 래더로 잴 수 없습니다.
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무언가 업로드되나요?
아니요. 시뮬레이션은 사용자의 브라우저가 WebGL로 직접 그립니다. 어디에도 전송되지 않으며, 페이지를 한 번 불러오면 오프라인에서도 계속 작동합니다.