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[청년발언대] 코로나19 진단의 주역, PCR

 

【 청년일보】코로나 바이러스가 처음 국내에 유입되고 1차 파동을 겪으면서 대한민국은 국경과 지역을 봉쇄하지 않고도 파동을 잠재운 일명 ‘K-방역’으로 세계의 극찬을 받았다. 그렇다면 ‘K-방역’의 비결은 무엇일까?

 

그 비결은 바로 성숙한 시민의식을 바탕으로 한 사회적 거리 두기, 대량으로 시행된 진단 검사, 전문적인 역학조사에 있다. 이에 손영래 중앙사고 수습본부 전략기획반장은 “의사의 의심에 따라 시행된 광범위한 진단 검사로 환자들을 초기에 진단하고 신속하게 치료할 수 있었던 것이다”라고 덧붙였다.

 

여기서 바로 ‘PCR’이 등장한다. PCR은 polymerase chain reaction, 중합 효소 연쇄반응이라고 하며, 민감도와 정확도가 뛰어나고 빠른 시간 내에 결과를 확인할 수 있다는 장점이 있다.

 

이 검사법을 바탕으로, 현재 코로나19 진단 검사에는 대표적으로 RT-PCR(real time PCR)이 사용된다. 진단 검사를 하기 위해 RNA 바이러스인 코로나 바이러스를 DNA로 변환하는 과정을 거쳐 DNA로 만든다.

 

그 후, 진단시약 속 프라이머가 코로나19에만 있는 특이 DNA 부분에 달라붙어 증폭시키고 역치 사이클이 기준값보다 낮으면 양성, 높으면 음성으로 판단하는 방식이다.

 

일반적인 PCR은 3단계를 거쳐 진행한다.

 

첫째, DNA의 변성이다. 90∼95°C로 가열하여 이중 가닥 DNA를 단일 가닥으로 분리한다. 높은 온도일수록 단일 가닥으로 잘 이행되지만 온도가 매우 높은 상태에서는 DNA polymerase의 활성도가 낮아질 수 있기 때문에 일반적으로 90∼95°C를 사용한다.

 

둘째, 프라이머의 결합이다. 프라이머의 결합은 50~60°C에서 진행되며 염기 간의 G와 C(수소결합 3개), A와 T(수소결합 2개)는 수소결합의 수가 다르므로 G+C 비율에 따라 결합 온도에 변화를 주어야 한다.

 

셋째, DNA의 합성이다. DNA polymerase는 보통 1분에 2,000∼4,000 뉴클레오티드를 합성할 수 있으므로 원하는 PCR 산물의 크기 1 kb마다 1분 정도의 시간을 배당하면 충분히 반응이 일어난다.

 

이때 cycle이 계속되면서 효소 활성이 감소할 수 있고 DNA 산물의 양은 점차적으로 증가하기 때문에 cycle 후반부에는 반응시간을 조금씩 늘려가는 것도 좋다. 일반적으로 위 과정을 25~35회 반복하면서 DNA 부분을 증폭하는 것을 기본 원리로 삼는다.

 

PCR을 이용하는 다른 사례도 있다. PCR은 개별적인 특성을 이용하여 범인 검거에 기여하기도 하는데, 그 사례로 지문검사가 있다. 사람의 DNA 중 유전자 사이에 존재하는 염기서열의 반복되는 부위는 각각 다르게 나타난다.

 

따라서 DNA 반복 서열 부위를 PCR로 증폭한 후 제한효소로 잘라 젤 전기영동법으로 분리하면 띠의 위치가 다르게 나타나, 사람을 식별할 수 있게 된다.

 

추가적으로 전기영동 결과 나타난 띠의 모양으로 친자관계를 확인하고, 범죄 현장에서 수집한 혈액이나 머리카락으로 DNA 지문을 만들어 범인을 밝히는데 사용한다.

 

PCR은 고도로 발전된 과학기술의 산물으로써 장점이 많고 활용도도 높아, 현재 바이러스 진단 검사에 대표적으로 활용되고 있다.

 

하지만, 개인별 위생수칙을 엄수하고 방역을 철저히 진행하여 코로나19 진단에 더 이상 쓰이지 않는 날이 오길 바란다.

 

 

【 청년서포터즈 4기 임지영 】





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