7. 시험관 전사 — rGTP 만 왜 8분의 1인가 · 유박사의 mRNA 즉석 합성기 첫걸음 I

IVT 반응액의 조성을 그대로 옮깁니다. 여기에 이 강의 전체에서 가장 예쁜 설계가 숨어 있습니다.

재료	농도	비고
T7 중합효소 혼합	20 µL	Promega
5× 완충액	—
rATP · rCTP · rUTP	각 1.875 mM	넉넉히
rGTP	0.225 mM	← 8분의 1 남짓
캡 유사체	0.375 mM	← rGTP 보다 많다
비드에 붙은 선형 DNA	—	6강에서 넘어온 것
전체	200 µL, 37 °C 2시간

rGTP 만 8배 적습니다. 실수가 아닙니다.

캡 : rGTP 비율을 밀어 보세요. 캡 씌운 전사체의 비율과 총 수율이 반대로 움직입니다.

불러오는 중…

rGTP 를 굶기는 대가가 무엇인지 계산해 봅니다. 이 상자에서 수율의 천장을 정하는 것은 rGTP 입니다.

Python 브라우저에서 실행

# 캡과 rGTP 가 시작 자리를 두고 다툰다면, 캡 씌운 비율은 대략 농도 비율을 따른다.
cap  = 0.375   # mM
gtp  = 0.225   # mM

p_cap = cap / (cap + gtp)
print("캡 : rGTP = %.3f : %.3f" % (cap, gtp))
print("→ 시작 자리에 캡이 들어갈 확률 ≈ %.1f%%" % (p_cap * 100))
print()

# 다만 rGTP 는 '시작' 뿐 아니라 '몸통' 에도 쓰인다. 굶기면 수율이 준다.
# 전사체 안의 G 비율을 25% 로 잡고, rGTP 로 만들 수 있는 최대 전사체 길이·질량을 본다.
vol_uL = 200.0
gtp_nmol = gtp * 1e-3 * vol_uL * 1e-6 * 1e9      # nmol
print("반응통 안의 rGTP: %.1f nmol" % gtp_nmol)

for gfrac in (0.20, 0.25, 0.30):
    total_nt_nmol = gtp_nmol / gfrac              # G 가 다 쓰이면 전사체 전체 뉴클레오타이드
    ug = total_nt_nmol * 1e-9 * 330 * 1e6
    print("  전사체의 G 비율 %.0f%% → 만들 수 있는 RNA 최대 %6.1f µg" % (gfrac * 100, ug))
print()
print("실제 수율은 198~324 µg (Fig. 4e). 즉 rGTP 는 거의 남김없이 쓰인다 — 이것이 진짜 천장이다.")

공전사 캡핑 vs 후전사 캡핑

공전사 (이 상자)

전사하면서 동시에 캡이 붙습니다. 단계가 하나 준다. 대신 100% 가 아니고, rGTP 를 굶겨야 하므로 수율을 내줍니다.

후전사 (효소법)

전사를 다 하고 백시니아 캡핑 효소로 따로 씌웁니다. 거의 100% 씌워집니다. 대신 효소 · 시간 · 옮겨 담기가 한 벌 더 듭니다.

상자 안에 넣을 것을 고르라면 답은 정해져 있습니다. 단계가 적은 쪽입니다. 이 상자가 공전사를 고른 이유는 화학이 아니라 공학입니다.

🤔 확인 문제

rGTP 를 다른 뉴클레오타이드의 8분의 1만 넣는 까닭은?

🤔 확인 문제

상자 안에 넣을 공정으로 공전사 캡핑을 고른 이유로 가장 알맞은 것은?