통합과학2 · III. 과학과 미래 사회

감염병 진단과 PCR

특정 DNA를 기하급수적으로 증폭하는 PCR 과정과 자가 진단 키트의 판독 원리를 비교합니다.

PCR 과정

95°C

Cycle 1 · DNA 2개

① 변성 — 이중나선 DNA를 가열하여 두 가닥으로 분리

PCR 과정

변성 단계

95°C에서 수소 결합이 끊어지며 이중나선 DNA가 두 가닥으로 분리됩니다.

현재 단계 변성

현재 온도 95°C

사이클 수 1회

DNA 양 2¹ = 2개

항원-항체 반응으로 검체에 목표 항원이 있는지 확인합니다. C선은 검사 유효성을, T선은 양성 여부를 뜻합니다.

현재 판정: 음성 (C선만 표시)

사이클이 반복될수록 DNA 양은 2ⁿ으로 증가합니다. 30사이클 후에는 약 10억 개 수준까지 증폭됩니다.

사이클 1: DNA 2개. 반복될수록 DNA 양은 기하급수적으로 증가합니다.

현재 모드PCR 과정

현재 단계변성

사이클 수1

DNA 양2¹ = 2개

PCR 3단계

① 변성 (95°C): DNA 가닥 분리

② 결합 (55°C): 프라이머 결합

③ 신장 (72°C): 새 가닥 합성

30사이클 후

2³⁰ ≈ 10억 개로 증폭

→ 소량의 DNA도 검출 가능

PCR(중합효소연쇄반응)은 특정 DNA를 기하급수적으로 증폭하는 기술입니다. 변성(95°C) → 결합(55°C) → 신장(72°C) 3단계를 반복하면 소량의 DNA도 검출 가능한 수준으로 늘릴 수 있어 감염병 진단에 활용됩니다.

미래엔 통합과학2 III편 p130~133 — 과학의 유용성, 감염병 진단, PCR