홍라이프 계산기아가로스 겔 계산 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
이 계산기는 원하는 농도와 부피의 겔을 만들 때 필요한 아가로스 가루의 양을 계산하고, 분리하려는 DNA 조각 크기에 맞는 겔 농도를 추천합니다. PCR 산물, 제한효소 절단 산물, 플라스미드를 전기영동으로 확인하는 분자생물학 실험에서 매일같이 쓰는 계산입니다.
계산 방법
겔 농도는 무게/부피(w/v) 백분율로, 완충용액 100 mL에 녹인 아가로스의 g 수입니다.
- 아가로스(g) = 농도(%) × 부피(mL) ÷ 100이며, 용매는 1× TAE 또는 1× TBE입니다.
- 추천 농도는 조각 크기로 정합니다. 5,000 bp 초과는 0.5~0.7%, 1,000~5,000 bp는 0.8~1%, 300 bp 초과~1,000 bp 미만은 1.2~1.5%, 300 bp 이하는 2~3%입니다.
원리
녹인 아가로스가 굳으면 다당류 섬유가 그물 구조를 이룹니다. DNA는 음전하를 띠므로 전기장에서 양극 쪽으로 이동하고, 이 그물은 체 역할을 합니다. 작은 조각은 빨리 빠져나가고 긴 조각은 더 많이 걸려 느려집니다. 농도가 높을수록 그물눈이 촘촘해져 작은 조각끼리 잘 벌어지지만 큰 조각은 웰 근처에 몰립니다. 따라서 농도 선택은 관심 있는 크기가 이동 거리 차이가 가장 크게 나는 구간에 오도록 맞추는 일입니다.
예제 풀이
- 기본값은 겔 농도 1%, 부피 50 mL, 조각 크기 1,000 bp입니다.
- 아가로스 = 1 × 50 ÷ 100 = 0.5 g입니다.
- 1,000 bp는 1,000~5,000 bp 구간에 들어가므로 추천 농도는 0.8–1%이며, 기본값 1% 겔과 잘 맞습니다.
- 1 kb는 구간 경계값이라 1% 겔에서도 잘 분리됩니다. 1 kb 전후의 여러 조각을 함께 볼 때는 기본값 1%도 무난한 선택입니다.
| 겔 농도 % | 아가로스 (g) |
|---|---|
| 0.25 | 0.125 |
| 0.5 | 0.25 |
| 0.75 | 0.375 |
| 1 | 0.5 |
| 1.25 | 0.625 |
| 1.5 | 0.75 |
| 2 | 1 |
결과 해석
아가로스를 완충용액에 넣고 완전히 투명해질 때까지 가열한 뒤, 증발한 물을 보충하고 약 50~60 °C로 식혀 붓습니다. 겔 내 염색을 쓰는 프로토콜이라면 이때 염색약을 넣습니다. 미니 겔 트레이는 보통 30~60 mL를 씁니다. 크기 판정은 이동 거리만 보지 말고, 시료 크기를 포함하는 DNA 사다리(ladder)와 띠 위치를 비교해야 합니다.
흔한 실수
- 아가로스를 완충용액이 아닌 물에 녹이는 경우
- 덜 녹아 덩어리가 남아 띠가 휘는 경우
- 겔과 탱크에 서로 다른 완충용액을 쓰는 경우
자주 묻는 질문
만든 겔은 얼마나 보관할 수 있나요?
랩으로 싸서 냉장하면 며칠 정도 쓰는 경우가 많지만, 새로 만든 겔이 가장 안정적인 결과를 줍니다.
띠가 번지거나 휘어지는 이유는 무엇인가요?
전압이 너무 높거나, 시료를 과량 넣었거나, DNA가 분해되었거나, 완충용액 농도가 맞지 않는 경우가 흔한 원인입니다.
전기영동 완충용액을 재사용해도 되나요?
TAE는 완충 능력이 낮아 자주 교체하는 편이 좋고, TBE는 짧은 전기영동이라면 몇 번 재사용하기도 합니다.
출처: Green M.R., Sambrook J., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 4th ed., 2012 · Lee P.Y. et al., Agarose gel electrophoresis for the separation of DNA fragments, Journal of Visualized Experiments, 2012