6. LA Taq 10 U — 효소를 “개수” 가 아니라 “일” 로 센다 · Dr. Yoo's mRNA Synthesis Reagents, First Steps

드디어 효소입니다. 논문은 이렇게 적었습니다 — 10 U of LA Taq (Takara), 그리고 10× LA Taq buffer II (Mg²⁺ Plus).

이름 세 토막에 정보가 다 들어 있습니다.

토막	뜻	왜 중요한가
Taq	Thermus aquaticus — 온천에 사는 세균에서 온 중합효소	95 °C 를 서른 번 견딘다
LA	Long and Accurate — 길고 정확하게	긴 조각을 오류 적게 늘인다
10 U	활성 단위 열 개	무게가 아니다 — 아래에서 푼다

효소 단위와 사이클 시간을 밀어 보세요. 효소가 남는지 모자라는지 그때그때 알려 줍니다.

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효소량이 부족한지 남는지는 재료 양과 시간을 함께 놓아야 압니다. 여기서 7강의 물음이 저절로 나옵니다.

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# 10 U 는 이 반응에 넉넉한가 — 효소가 해낼 수 있는 일과, 실제로 필요한 일을 견준다.
# 1 U = 74 °C 30분에 뉴클레오타이드 10 nmol 붙이기 (제조사 정의, 논문에는 없음)
U = 10.0
nmol_per_U_per_30min = 10.0
capacity_nmol = U * nmol_per_U_per_30min          # 30분 동안

# 이 반응에서 실제로 붙여야 하는 양 — dNTP 를 다 쓴다고 보면 그게 최대 일감이다.
# 논문 표기 그대로 200 nM, 통상 조성인 200 µM 을 함께 계산한다 (7강에서 자세히)
V_L = 200e-6
for label, conc_M in (("논문 표기 200 nM", 200e-9), ("통상 조성 200 µM", 200e-6)):
    need_nmol = conc_M * V_L * 4 * 1e9            # dNTP 넷을 다 소비할 때
    print("%-18s 붙여야 할 뉴클레오타이드 %10.3f nmol" % (label, need_nmol))
    print("%-18s 효소 10 U 의 30분 능력   %10.3f nmol  → %s"
          % ("", capacity_nmol,
             "넉넉하다" if capacity_nmol > need_nmol else "모자란다"))
    print()

# PCR 은 30 사이클 × (40+45+60초) = 약 73분. 연장 구간만 보면 30분이다.
ext_min = 30 * 60 / 60.0
print("연장(72 °C) 시간 합계: %.0f 분 — U 의 정의 시간(30분)과 거의 같다." % ext_min)
print("그래서 이 계산을 그대로 견줄 수 있다.")

Mg²⁺ 는 왜 완충액 이름에까지 적혀 있나

“buffer II (Mg²⁺ Plus)” — 제조사가 이름에 Mg 를 박아 둔 것은, 같은 완충액을 Mg 없는 판으로도 팔기 때문입니다.

Mg²⁺ 가 하는 일

dNTP 의 인산 셋을 붙잡아 효소 활성부위에 앉히고, 반응이 끝난 뒤 떨어져 나가게 합니다. 없으면 중합효소는 한 글자도 못 붙입니다.

많으면 생기는 일

프라이머가 엉뚱한 곳에도 붙기 시작합니다 — 비특이 산물. 그래서 Mg 는 “최적”이 있고, 그 값을 찾는 것이 PCR 조건 잡기의 절반입니다.

이 논문은 Mg 농도를 적지 않았습니다. 제조사 완충액을 그대로 썼다는 뜻이고, 그 값은 대개 1.5~2.5 mM 입니다. 20강의 빈칸 표에 들어갑니다.

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“10 U 의 LA Taq” 에서 U 가 뜻하는 것은?

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Mg²⁺ 를 권장보다 두 배 넣으면 가장 흔히 나타나는 결과는?