답변 내역

안녕하세요.과일의 단맛을 느끼게 하는 성분은 '과당'인데요, 이 과당은 탄소원자 6개가 사슬처럼 연결된 모양의 고분자입니다. 과당은 포도당과 함께 단당류에 속하는 탄수화물로, 과일과 꿀 등에 많이 들어있는데요, ‘단맛’하면 가장 먼저 떠오르는 설탕은 사탕수수와 사탕무를 원료로 만들며, 과당과 포도당이 일대일로 결합된 이당류입니다. 설탕의 단맛을 1백이라고 할 때 과당은 1백73, 포도당은 74 정도로, 과당의 단맛이 가장 강합니다. 따라서 이러한 과당이 과일에 많이 함유되어있으므로 과일은 주로 단맛이 나는 것입니다.

안녕하세요. 나무는 단순히 정적인 존재가 아니라, 여러 방식으로 주변 환경과 소통하며 살아가는데요, 나무의 소통방식에는 화학적, 전기적, 기계적(물리적) 신호 전달이 있습니다. 그중 대표적인 소통방식이라고 할 수 있는 화학적 소통에 대해 말씀드리겠습니다. 나무는 휘발성 유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)을 방출하거나 뿌리를 통해 화학물질을 교환하며 다른 생물과 소통하게 됩니다. 예를 들어서 애벌레가 잎을 갉아먹으면, 나무는 휘발성 물질(예: 자스몬산 유도체)을 방출하여 주변 나무들에게 경고하며, 이를 받은 나무들은 방어 물질(탄닌, 페놀류 등)을 증가시켜 해충을 쫓거나 독성을 높이게 됩니다. 또한 나무는 뿌리를 통해 균근(미코리자) 곰팡이와 영양분을 교환하며, 이 균사를 통해 다른 나무들과 정보를 주고받는데요, 이를 "우드 와이드 웹(Wood Wide Web)"이라고도 부릅니다. 일부 나무는 주변 경쟁자를 방해하기 위해 알레로케미컬(allelopathy, 타감작용 물질)을 분비하여 다른 식물의 성장을 억제하기도 합니다.

안녕하세요. 해양생물들이 발광할 수 있는 원리에 대해서 설명해드리겠습니다. 대표적으로 발광하는 해양생물로는 해파리가 있는데요, 해파리가 빛날 수 있는 이유는 고유의 발광 단백질인 '에쿼린(aequorin)' 때문입니다. 에쿼린이란 푸른색 빛을 발생시키는 발광 단백질인데요, 이외에도 초록색 빛을 띠는 경우는 '녹색형광단백질(GFP)'를 가지고 있기 때문입니다. 이러한 해양발광생물의 경우에는 포식자로부터 몸을 지키기 위해서, 먹이를 유인하기 위해서, 또는 서로 소통하기 위해서 바닷속에서 빛을 내는 것이라고 보시면 됩니다.

안녕하세요. 무거운 것을 들 때 얼굴을 찡그리는 현상은 신경생리학적, 생체역학적, 그리고 심리적 요인이 복합적으로 작용한 결과라고 보시면 됩니다. 무거운 것을 들 때는 단순히 팔과 다리의 근육뿐만 아니라 전신의 근육이 동시에 긴장하는데요, 이 과정에서 얼굴 근육도 무의식적으로 활성화되어 인상을 쓰게 되는 것입니다. 특히 얼굴과 턱 근육(저작근, 안면근)이 긴장하면 신체 전체의 힘을 효율적으로 전달하는 데 도움이 됩니다. 또한 힘을 쓰려면 뇌의 운동 피질(motor cortex)에서 강한 신호를 보내야 하는데, 이때 얼굴 근육도 함께 자극될 수 있으며, 강한 힘을 내기 위해 얼굴을 찡그리는 것이 자연스럽게 동반됩니다. 이외에도 힘을 내야 하는 순간, 몸은 교감신경을 활성화하여 투쟁-도피(fight-or-flight) 반응을 유도하게 되는데요, 이때 눈썹을 찌푸리고, 입술을 굳히는 표정이 자연스럽게 나타나는데, 이는 집중력과 공격성을 높이기 위한 본능적 반응으로 볼 수 있습니다.

안녕하세요."집단면역"이란 집단의 대부분이 감염병에 대한 면역력을 가진 상태를 말하는 것인데요, 이러한 집단면역은 감염(infection)이나 예방접종(vaccination)을 통해 집단의 상당 부분이 전염병에 대한 면역을 가진 상태가 되었음을 의미합니다. 이론적으로 집단면역은 구성원의 60~70% 이상이 항체를 가져 집단 내 바이러스 전파가 효과적으로 차단되는 상태를 말합니다. 하지만 항체 양성률이 높더라도 변이가 계속 생기는 코로나19 특성을 고려하면 집단면역에 도달하는 건 불가능하다는 평가도 있습니다. 이는 항체 보유율만 놓고 보면 집단감염이 가능할 것 같지만, 코로나 19의 경우 변이가 계속 발생하였기 때문입니다. 변이가 잇따르는 코로나19 특성을 고려하면, 국민 90% 이상이 항체를 가져도 효과적인 감염 차단은 어렵다는 것입니다.

안녕하세요.새로운 형태의 바이러스가 처음 등장했을 때 치명률이 높더라도, 시간이 지나면서 점점 낮아지는 이유는 바이러스와 숙주(인간)의 상호 적응 과정 때문이라고 보시면 됩니다. 바이러스는 돌연변이를 통해 계속 변이하면서 더 생존에 유리한 방향으로 진화하는데요, 이때 치명률이 높은 바이러스는 감염된 숙주를 빠르게 사망시키기 때문에 전파력이 제한될 수 있습니다. 반면, 숙주를 오래 살아남게 하면서도 전파력이 높은 변이가 진화적으로 더 유리하게 작용합니다. 따라서 시간이 지나면서 자연스럽게 전파력이 높고 치명률이 낮은 변종이 우세종이 될 가능성이 큽니다. 실제로 COVID-19 바이러스(사스코로나바이러스-2, SARS-CoV-2)도 델타 변이(치명률↑)보다 오미크론 변이(전파력↑, 치명률↓)가 우세하게 퍼지면서 치명률이 낮아졌습니다. 이러한 이유 외에도 바이러스에 감염되거나 백신을 접종한 사람들이 많아지면서 면역을 가지게 됩니다. 면역력이 형성된 인구가 많아질수록 바이러스가 전파되더라도 중증으로 진행될 가능성이 줄어듭니다. COVID-19의 경우도 초기에는 백신이 없었지만, 백신 접종이 진행되면서 중증과 사망률이 현저히 감소했습니다.

안녕하세요.피부는 몸을 보호하고 체온을 조절하는 것 외에도 다양한 역할을 합니다. 피부는 인체 가장 바깥에 위치해 외부로부터 인체를 보호하는 것은 물론 체온 조절이나 감각 기능 등 다양한 역할을 하고 있는데요, 이때 동물들에게 피부는 더욱 중요한 역할을 한다고 볼 수 있습니다. 문어는 '바다의 카멜레온'이라고 불릴 만큼 피부색을 잘 바꾸는 것으로 유명한데요, 특히 주위 사물과 온도를 인식해 주변과 거의 비슷하게 몸의 색을 바꿔 위장하게 됩니다. 문어가 자유자재로 몸 색깔을 바꿀 수 있는 비밀은 바로 피부 세포에 분포된 흑과 적, 황색의 작은 색소 주머니 때문인데요, 근육 섬유와 연결된 색소 주머니는 근육이 수축하면 반대로 커지면서 주변의 피부를 주머니 속의 색소와 같은 색깔을 띠게 합니다. 반면 근육이 이완되면 주머니는 다시 축소되며 색깔은 사라지게 되는 것입니다.

안녕하세요."에스트로겐"이란 생리, 임신, 그리고 폐경에 이르는 여성의 일생을 조절하는 여성 호르몬의 하나입니다. 에스트로겐은 인체에서 분비되는 가장 강력한 호르몬들 중 하나로서, 300여 개에 이르는 다양한 조직들이 에스트로겐 수용체를 지니고 있습니다. 이러한 에스트로겐은 자궁내막을 증식시켜 임신을 준비할 뿐 아니라 심혈관 건강과 골밀도를 유지하는데 중요한 역할을 하며, 프로게스테론은 자궁내막의 증식을 억제하고 자궁근육의 수축을 방지함으로써 임신이 유지되도록 돕는 역할을 수행합니다. 여성호르몬이 만성적으로 결핍되면 비뇨생식기계의 위축에 따른 증상(질 건조감, 성교통, 질염, 방광염)이 반복적으로 발생할 수 있고, 골밀도 감소에 의해 골감소증 및 골다공증으로 진행되어 골절이 발생할 확률이 높아지게 됩니다.

안녕하세요."샤페론(chaperone)"은 단백질이 올바르게 접히도록 도와주는 보조 단백질로, 단백질의 기능적 3차 구조가 형성되는 과정에서 매우 중요한 역할을 합니다. 단백질이 합성될 때, 1차 아미노산 서열은 자동으로 3차원 구조를 형성해야 하는데요, 하지만 세포 내에서는 다음과 같은 요인 때문에 오접힘(misfolding)이 발생할 가능성이 큽니다. 예를 들어서 세포 내 단백질 농도가 높아서 비정상적인 응집이 가능하며, 열, 산화 스트레스 등 외부 환경 변화로 인해 단백질 변성이 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 방지하기 위해 샤페론 단백질이 작용하는데요, 일부 샤페론은 새롭게 합성된 폴리펩타이드가 올바르게 접히도록 돕는 역할을 합니다. 예를 들어서 Hsp70(Heat Shock Protein 70)은 막 형성되지 않은 단백질에 결합하여 잘못된 접힘을 방지하고 올바른 구조를 형성할 시간을 줍니다. 또한 심각하게 오접힌 단백질은 되돌릴 수 없기 때문에, 샤페론은 이를 분해 시스템(예: 유비퀴틴-프로테아좀 경로)으로 보내어 제거하도록 합니다. 하지만 만약 단백질이 올바르게 접히지 못하면 단백질 응집(aggregation)이 일어나거나, 비정상적인 기능을 가진 단백질이 세포 내에서 축적될 수 있습니다. 이로 인해 다양한 질병이 발생할 수 있습니다. 예를 들어서 알츠하이머병의 경우 β-아밀로이드 단백질(Aβ)이 정상적으로 접히지 못하고 응집하여 플라크(plaque)를 형성하여 신경세포를 손상시킨 경우입니다.

안녕하세요. 사람과 동물에 피해를 주는 탄저병은 세균(박테리아)에 의하여 발생되는 병이며, 이는 식물에 병을 일으키지 않고, 식물에 나타나는 탄저병은 곰팡이가 일으키는 병입니다. 탄저(炭疽)라는 이름은 병의 증상이 검게 움푹 들어가기 때문에 지어졌으며, 영명으로는 까맣게 썩기 때문에 ‘석탄’을 뜻하는 그리스어 ‘anthrakis’에서 유래했습니다. 탄저병균에 감염된 사람은 처음에는 고열과 기침 등 감기 증세를 보이다 호흡 곤란과 오한으로 진행된 뒤 심할 경우 혼수상태와 정신착란증을 일으키며, 병원균이 환자의 가슴까지 침투하면 조직 세포를 파괴하는 독소가 생성돼 발병 1~2일 만에 사망할 수 있습니다. 인간의 그것처럼 치명적이진 않지만 식물에도 탄저병이 있는데요, 식물의 탄저병은 인간의 탄저병과는 달리 콜레토트리쿰(gnus Colletotrichum)이란 곰팡이에 의해 일어납니. 우리 밥상에 올라오는 대부분의 식물이 그 병원균에 의해 피해를 입는다. 식물 탄저병균은 잎, 줄기, 과일, 꽃 등 부위를 가리지 않고 파괴하며, 우리나라 음식에 빼놓을 수 없는 양념 채소인 고추, 여름철 과일인 수박 등 가지과와 박과 작물에서 특히 심하다고 볼 수 있습니다. 가장 피해가 심한 작물 중 하나인 박과류 열매에서 그 증상을 살펴보면, 탄저병에 걸린 식물은 열매 껍질에 암갈색의 작은 반점이 생겼다가 그것이 차츰 명확해지면서 원형으로 넓어져 가운데가 움푹하게 꺼집니다. 즉 동물과 식물에서 나타나는 탄저병의 원인은 다르지만 그 현상이 유사하기 때문에 탄저병이라고 불린다고 보시면 되겠습니다.