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비가 오고 다음날이 되면 지렁이가 지상으로 올라오는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 비가 오는 날이면 많은 지렁이가 지상으로 올라오는 이유는, 폐호흡을 하는 인간과는 다르게 지렁이는 '피부호흡'을 하는 생명체이기 때문입니다. 원래 지렁이는 땅 속에서 서식하는데요, 평상시에는 땅 속에 구멍이 많기 때문에 공기층으로부터 산소를 피부로부터 받아들여 호흡할 수 있습니다. 하지만 비가 많이 오게 되면 땅 속 구멍이 모두 물로 막히게 되는데요, 이로 인해 더 이상 공기층이 없어지게 되면서 호흡을 하기 위해서 지상으로 올라오는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.08.04
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단백질 3차구조를 이루는 힘에 대한 질문
안녕하세요. 단백질은 1차, 2차, 3차, 4차구조를 이룰 수 있는 고분자 화합물인데요, 단백질의 '3차구조'는 단백질을 구성하는 1개의 폴리펩티드사슬이 공간적으로 취하는 입체구조로서 α나선구조나 β병풍구조라는 2차구조가 불규칙 구조부분을 매개로 하여 더 접힌 구조를 말합니다. 이와 같은 단백질의 3차구조의 안정화 요인은 곁사슬간 또는 주사슬과 곁사슬 간의 상호작용으로 특수한 잔기 사이의 수소결합, 반데르발스힘, 소수성 상호작용, 이온결합, 시스테인잔기 간의 S-S결합과 같은 공유결합 등이 있습니다. 이때 반데르발스힘이란 전기적으로 중성인 분자 사이에서 극히 근거리에서만 작용하는 약한 인력을 말하는 것인데요, 이는 분자 사이의 순간적인 쌍극자(dipole)에 의해 발생하는 힘입니다. 반면에 소수성 상호작용이란 물과 친하지 않은 소수성 분자들이 물 속에서 서로 모이는 경향을 말하는 것인데요, 단백질 내부의 소수성 아미노산 잔기들은 물과의 접촉을 피하려고 합니다. 따라서 단백질이 수용액에서 접히면서 소수성 잔기들이 내부로 모여들고, 물과 친한 친수성 잔기들은 외부로 향하게 됩니다. 알라닌, 발린, 류신, 아이소류신 같은 소수성 아미노산들이 단백질의 내부로 모여들어 소수성 핵을 형성합니다.
학문 / 생물·생명
24.08.04
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곰팡이는 어떤 조건에서 잘 자라게 되나요?
안녕하세요. '곰팡이'는 진핵생물 균류 중에서 진균류에 속하는 미생물을 말하는데요, 보통 그 본체가 실처럼 길고 가는 모양의 균사로 되어 있는 사상균입니다. 곰팡이류는 종류에 따라서 차이가 있지만, 보통 온난다습한 환경을 좋아하는데요 생육 온도 범위는 -5~37℃이며 최적 조건은 여름의 장마철 기후에 해당하는 온도 20~30℃, 상대습도 95~100%입니다. 하지만 곰팡이 중에서는 5∼8℃인 냉장고 속의 육류에 가장 잘 발생하는 카에토스더리움도 있고, 푸른곰팡이의 어떤 종은 45∼53℃에서만 자라는 것도 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.04
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벌레들은 왜 빛으로 몰려드는 걸까요?
안녕하세요. 주성은 일정한 자극에 대해서 생물이 반응하는 생태를 말하는데요, 그 자극에 대한 반응의 방향에 따라 그 자극원 쪽을 향하면 양의 주성, 반대쪽으로 향하면 음의 주성으로 분류됩니다. 주성에는 주광성(광주성), 주화성(물질주성), 주지성(땅주성)등 여러 종류가 있는데요, 곤충이 빛에 모이는 이유는 주성중에서도 주광성 때문입니다. 즉, 빛의 자극에 대해 그 자극원으로 모이는 성질을 가지고 있는 것입니다. 벌레들이 밤에 가로등에 몰려드는 이유는 항행 메커니즘 때문인데요, 많은 야행성 곤충들은 달빛을 이용해 이동 방향을 유지합니다. 달빛은 매우 먼 거리에 있기 때문에 일정한 각도로 유지할 수 있습니다. 그러나 인공 조명은 가까운 거리에 있어서 일정한 각도를 유지하려고 하면 나선형으로 빛 주위를 맴돌게 되는 것입니다. 하지만 모든 벌레가 빛을 향해 몰려드는 것은 아닌데요, 바퀴벌레는 주로 어두운 곳에서 활동하며, 빛을 피하는 경향이 있으며, 지렁이도 빛을 싫어하고 어두운 땅 속에서 생활합니다.
학문 / 생물·생명
24.08.04
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거북이의 수명이 긴 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 거북이의 수명은 보통 100년 안팎으로 알려져 있으며, 육지거북의 일부는 180~200년까지도 살고 바다거북의 경우 400년 이상 사는 경우도 있습니다. 이와 같은 거북이의 장수 비결은 염색체 말단에 존재하는 반복적인 염기서열인 '텔로미어'와 관련이 있습니다. 텔로미어는 세포의 수명을 결정하는 역할을 하는 부분인데요, 세포분열이 진행될 때마다 DNA 중합효소의 한계로 인해 염색체는 조금씩 짧아집니다. 즉 텔로미어 서열도 세포분열을 할 때마다 조금씩 짧아지는데요, 이것이 일정한 한계 이상으로 짧아질 경우에는 더 이상 세포분열을 할 수 없으며 노화가 됩니다. 하지만 거북이의 경우 인간과 달리 텔로미어 서열의 길이가 짧아지는 속도가 느리며, 또한 텔로미어 서열이 짧아지더라도 이를 다시 복제할 수 있는 '텔로머라아제'라는 효소가 활성화되어 있기 때문에 수명이 긴 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.08.04
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여자로 태어났는데, XY염색체가 어떻게 생길 수 있나요?
안녕하세요. 이번 올림픽 여자 권투 경기에 출전한 알제리 복싱 국가대표 이마네 칼리프는 XY 염색체를 가지고 있는데요, 실제 칼리프는 여성이고 성전환 수술도 받지 않았지만, XY 염색체를 가지고 있고 남성호르몬인 테스토스테론 수치가 높게 나오는 성발달이상(DSD)을 가진 것으로 알려져 있습니다. 성발달이상이란 염색체, 성선, 또는 해부학적 성인 선천적으로 비전형적인 발달 상태를 보이는 경우를 말하며, 발달질환의 일환으로 정자와 난자가 만들어지는 감수분열 과정의 이상으로 생긴 질환을 말합니다.
학문 / 생물·생명
24.08.04
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사람의 뇌 중에서 어떤 부분이 웃음과 연관이 있나요?
안녕하세요. 사람이 웃을 때 뇌의 여러 부분이 관여하는데요, 웃음은 복잡한 감정적, 인지적, 신체적 반응으로, 다양한 뇌 영역의 협력으로 발생합니다. 웃음과 연관되어 있는 뇌의 부위로는 우선 '전두엽'이 있습니다. 전두엽은 감정과 사회적 행동을 조절하는 데 중요한 역할을 하는데요 특히, 전두엽의 안와전두피질(orbitofrontal cortex)은 감정 평가와 웃음에 중요한 역할을 합니다. 전두엽은 유머를 이해하고 인지하는 데 관여하며, 유머를 이해할 때, 전두엽의 여러 부분이 활성화되어 유머의 논리적 구조와 사회적 맥락을 처리합니다. 다음으로 뇌의 '변연계'와도 관련이 있습니다. 변연계는 감정을 처리하는 뇌의 중심 부분으로, 웃음과 같은 감정적 반응에 중요한 역할을 합니다. 변연계의 주요 구조로는 편도체(amygdala)와 해마(hippocampus)가 있으며, 편도체는 감정의 처리와 반응에 중요한 역할을 하며, 해마는 감정적 기억을 처리합니다.
학문 / 생물·생명
24.08.04
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자고일어나면 코티솔이 많이 분비되는 이유과 그리고 이때 왜 혈당이 높은건가요
안녕하세요. '코르티솔'이란 부신 피질에서 분비되는 호르몬으로, 뇌하수체의 부신피질자극호르몬(ACTH)에 의해 조절 받습니다. 우리 몸은 잠에서 깨면 코티솔이라는 호르몬을 분비하기 시작하는데요, 코르티솔은 과도한 스트레스에 저항하는 에너지 공급의 역할을 하며 보통 아침에 다량으로 분비되어 몸을 각성시킵니다. 코르티솔이 분비되면 혈당이 상승하는 이유는, 코르티솔이 혈당을 떨어뜨리는 호르몬인 인슐린의 분비를 억제하기 때문입니다.
학문 / 생물·생명
24.08.04
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멜라토닌의 역할이 무엇이며 정확히 어떤 환경에서 분비되는건가요?
안녕하세요. '멜라토닌'이란 송과선에서 생성, 분비되는 호르몬으로 밤과 낮의 길이나 계절에 따른 일조시간의 변화 등과 같은 광주기를 감지하여 생식활동의 일주성, 연주성 등 생체리듬에 관여합니다. 즉 멜라토닌은 생체 리듬을 조절해 우리 몸이 밤에 잠들게 해주는 역할을 하는데요, 포유동물에서 뇌에 존재하는 송과선으로부터 합성되어 혈액으로 분비되는데, 합성량이 너무 많아도 반대로 너무 적어도 문제가 생깁니다. 만약 합성량이 너무 많거나 오랜 시간 생체 내에서 작용하면 우울증이 발생하게 되고, 반대로 합성량이 너무 적게 되면 불면증을 유발하게 됩니다. 그래서 멜라토닌은 수면과 연관되어 있는 호르몬으로 알려져있으며, 보통 어두울 때 분비되는 특징 때문에 ‘밤의 호르몬’이라 불리기도 합니다. 멜라토닌은 빛에 민감한 호르몬으로 완전히 어두워진 밤 8~9시쯤부터 혈중 농도가 급격히 높아지며, 한밤중인 새벽 3~4시에 최고조에 이르고, 햇빛이 들어 밝아진 아침 6~8시에는 혈중 녹도가 뚝 떨어져 한낮에는 거의 분비되지 않는 상태가 유지됩니다.
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24.08.04
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심해에는 어떤 동물들이 살아가고 있나요?
안녕하세요. 심해어는 200m 이상의 빛이 전혀 투과되지 않는 수심에 사는 어류를 말하며 먹장어류, 아귀목, 농어목, 대구목, 연어목, 이아푸스류, 뱀장어목, 은상어류, 돔발상어류 등 약 1,300종이 있습니다. 심해는 물의 압력이 매우 셉니다. 따라서 물의 압력을 이겨내고 생존하기 위해서 표층에 사는 물고기와는 달리 부레를 가지고 있지 않은 경우가 많습니다. 또한 높은 압력에서도 세포들이 살 수 있도록 세포 구조 표면에 불포화 지방산을 많이 가지고 있으며, 기체가 없이 액체를 자신의 몸에 둘러서 지니고 있습니다. 또한 심해 생물 중에는 머리에 먹이를 유인하기 위한 빛을 내는 부위가 있는 생물들이 있으며, 몸보다 큰 입을 가지고 있어 먹이가 귀한 환경에서 자신보다 큰 먹이를 먹을 수 있는 생물도 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.08.04
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