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세포 분열 과정에서 어떻게 DNA가 복제될까요?
세포주기는 크게 간기와 분열기로 나누어집니다. 간기는 세포주기의 약 90%를 차지하고 있는 시기이며, G1 -> S -> G2기의 순서로 진행이 됩니다. 이때 DNA의 복제는 S기에 진행이 됩니다. DNA는 이중나선구조를 이루고 있기 때문에 우선 DNA polymerase가 결합하기 위해서는 이중가닥이 단일가닥으로 풀어져야 하는데요, 이 역할은 헬리케이즈라는 단백질이 합니다. 이후 짧은 RNA 서열인 프라이머가 DNA의 양 가닥에 결합하고 나면, 3'-OH에 DNA polymerase가 상보적인 염기를 하나씩 이어나가는 방식으로 진행이 됩니다. DNA의 복제는 항상 5' -> 3' 방향으로만 진행이 되는데요, 복제 과정에서 잘못된 염기가 결합했을 경우에는 DNA polymerase의 3' -> 5' 방향으로의 exonuclease 기능을 통해 잘못된 염기를 제거하고 다시 복제를 진행합니다.
학문 / 생물·생명
24.06.02
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세포생물학이란 무엇인지 자세히 알고싶어요
'세포생물학'이란 생명체의 기본단위인 세포를 중심으로 생명현상을 이해하고자 하는 학문입니다. 생명체는 크게 원핵생물과 진핵생물로 나뉘는데요, 원핵생물은 세포핵과 막성세포소기관이 없는 원핵세포로 이루어져 있으며, 진핵생물은 세포핵과 막성세포소기관이 있는 진핵세포로 이루어져 있습니다. 어쨌든 두 생명체 모두 생명체의 구조적, 기능적 기본 단위인 세포로 이루어져 있다고 할 수 있습니다. 세포주기는 크게 간기와 분열기로 나뉘는데요, 간기는 세포분열이 일어나지 않고 물질대사가 활발하게 일어나는 시기이며 G1, S, G2기로 진행이 됩니다. S기 때에는 DNA의 복제가 진행되고요. 그리고 분열기는 세포분열이 일어나는 시기이며 전기, 중기, 후기, 말기 순서로 진행이 됩니다.
학문 / 생물·생명
24.06.02
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낫모양 적혈구가 되는 원인은 무엇인가요?
낫모양적혈구빈혈증은 상염색체 열성 유전병 중 하나인데요, 적혈구의 형태 및 기능에 이상이 발생하여 생기는 질환입니다. 적혈구에서 산소를 운반하는 역할을 하는 것은 '헤모글로빈'인데요, 헤모글로빈은 알파 글로빈 2개와 베타 글로빈 2개로 이루어진 4차구조의 단백질입니다. 이때 베타 글로빈을 지정하는 유전자의 염기서열에서 염기 하나가 바뀌는 염기 치환 돌연 변이가 발생하여 아미노산 1개의 변화가 발생하는데요, 글루탐산(GAG)가 발린(GTG)로 변하게 되면서 원래 친수성이었던 아미노산이 소수성의 아미노산으로 변하게 됨에 따라서 적혈구의 형태가 낫 모양처럼 납작하게 변하고, 산소 운반 능력이 떨어지게 되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.06.02
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초식공룡 브라키오사우루스(Brachiosaurus)는 뼛조각 화석 일부만 발견되었나요? 온 몸의 뼈가 전체적으로 발견 되었나요?
브라키오사우루스의 화석이 최초로 발견된 곳은 1900년 미국 콜로라도주의 그랜드 리버 계곡이었는데요 이 당시에는 화석의 보존율이 불완전하여 몇 가지 골격 및 뼈 조각이 전부였으나 이후 1909년부터 동아프리카 탄자니아에서 발굴 작업을 통하여 완전한 복원이 이루어지게 되었습니다.
학문 / 생물·생명
24.06.02
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겔전기영동 실험에서 각각 겸상적혈구빈혈증의 헤모글로빈과 정상 헤모글로빈의 DNA의 위치가 다르게 나타난 까닭?
겸상적혈구빈혈증은 유전자 이상에 따른 헤모글로빈 단백질의 아미노산 서열 중 하나가 글루탐산(GAG)에서 발린(GTG)으로 정상과 다르게 변이하여 적혈구가 낫모양으로 변하여 악성 빈혈을 유발하는 유전성 질환입니다. 겔전기영동 실험에서 겸상적혈구빈혈증의 헤모글로빈 DNA와 정상 헤모글로빈 DNA의 위치가 다르게 나타나는 이유는 두 가지 DNA의 염기서열에 차이가 있기 때문입니다. 이 차이는 단일 염기 치환(SNP, single nucleotide polymorphism)으로 인해 발생하는데요, 겸상적혈구빈혈증을 진단하기 위해서는 종종 특정 제한효소를 사용하여 DNA를 절단하는데 예를 들어, MstII라는 제한효소는 정상 베타-글로빈 유전자의 특정 부위를 절단할 수 있지만, 겸상적혈구빈혈증 베타-글로빈 유전자의 동일한 부위는 염기 치환으로 인해 절단되지 않습니다. 따라서, 제한효소로 처리한 후 겔전기영동을 통해 두 DNA의 절단 패턴이 다르게 나타납니다. 정상 DNA는 특정 위치에서 잘려 더 작은 조각으로 분리되지만, 변형된 DNA는 이러한 절단을 피하여 더 긴 조각으로 남아 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.06.02
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에일효모와 라거효모의 차이점은 무엇이 있나요?
에일 효모는 Saccharomyces cerevisiae이며, 라거 효모는 Saccharomyces pastorianus라고 합니다. 에일 효모는 12도 이상의 온도에서 발효가 되며 상면 발효라고도 불리는데요, 맥주가 발효되는 동안에 건강한 효모들이 맥주 표면에 모이기 때문입니다. 라거 효모는 덴마크 양조장 칼스버그의 과학자가 1883년에 발견했으며, 4~7도에서 발효가 되며 건강한 효모가 발효기의 바닥으로 모이기 때문에 하면발효라고도 불리며 에일효모보다 더 느리게 작용합니다.
학문 / 생물·생명
24.06.02
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피크닉 사과 및 멜라토닌 용액 제조 방밥
피크닉 사과는 후지와 산사의 교배를 통해서 만든 품종이며 탄저병에 비교적 강하고 동녹 및 수확전낙과 등의 생리장해가 거의 없는 걸로 알려져 있으며 저온 저장 시 30일 이상 보관할 수 있다고 합니다.
학문 / 생물·생명
24.06.02
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멜라토닌 용액 구입하는 사이트 또는 방법
멜라토닌은 짐승, 식물, 곰팡이, 박테리아에서 볼 수 있는 물질의 하나이며 인간 뇌의 송과선에서 분비되는 생체 호르몬으로 의학적으로는 불면증 치료에 사용되는 약물입니다. 생체 내 멜라토닌은 밤과 낮의 길이 등과 같은 광주기를 감지하여 합성되고, 사람의 수면-각성 리듬과 일상적, 계절적 생체리듬을 조절하며 자연적인 수면을 유도하는 작용을 합니다. 최근 식물 성분에서 추출한 식물성 멜라토닌이 개발되면서 국내에도 드디어 멜라토닌 시장이 열렸는데요, 화학적으로 합성한 멜라토닌의 경우 여전히 의약품으로 취급되지만, 식물 원료를 기반으로 만든 식물성 멜라토닌은 처방전 없이 온라인 등에서 일반식품 형태로 구매가 가능해졌습니다.
학문 / 생물·생명
24.06.02
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전기뱀장어의 경우 어떻게해서 전기를 발생시킬수가 있는건가요?
우선 전기의 성질을 가진 입자를 ‘전하’라고 하는데요 전하의 종류에는 (+)전하(양성자)와 (-)전하(전자)의 두 종류가 있습니다. 같은 종류의 전하끼리는 밀어내고 다른 종류의 전하끼리는 끌어당기는 성질이 있으며 전하의 흐름으로 전기가 흐르게 됩니다. 전기뱀장어가 전기를 만들어 내는 원리는 다음과 같습니다. 전기뱀장어가 몸 안에서 전기를 만들어내는 기관은 ‘가로무늬근’이라는 근육이 변화한 것으로, ‘전기판’과 비슷하게 세포가 겹겹이 쌓인 형태로 되어 있는데요 이러한 전기판 근육은 마치 수많은 전기 회로가 직렬로 연결된 것처럼 매우 높은 전위차를 만들 수 있습니다. 실제로 남아메리카의 밀림 아마존에 있는 전기뱀장어의 경우에는 약 850V(볼트) 정도의 전위차를 발생시킬 수 있다고 합니다. 전기뱀장어는 몸 전체의 85%가 전기판 근육 세포로 되어 있고, 머리 쪽은 (+)극, 꼬리 쪽은 (-)극 역할을 합니다. 건전지가 직렬로 많이 연결되어 있으면 전압이 높듯이 몸집이 길고 큰 전기뱀장어가 세포의 수가 많아서 전압이 높습니다.
학문 / 생물·생명
24.06.02
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인간의 유전자 코드에서 특정 질병에 대한 취약성을 예측할 수 있는 방법은 무엇인가요?
2003년 처음 발표된 인간 유전체(게놈)의 완전한 염기서열은 실제로는 공백이 많았는데요, 당시 유전체를 구성하는 30억 쌍의 DNA 염기쌍 중 15% 가량을 기술적 한계로 확인하지 못했습니다. 반복되는 염기쌍이 많은 염색체 중심에 있는 ‘동원체’는 상당 부분 알아내지 못했는데요, 그 뒤로도 인간 유전체 프로젝트를 통해 인간 참조 유전체 해독 정보가 구축됐고 자료가 추가됐지만 2019년까지도 8%는 '공백'으로 남았었습니다. 여러 나라의 과학자들이 공동 연구를 통해 마침내 이 공백을 채우는데 성공했는데요, 미국·영국·독일·러시아 4개국 33개 연구기관 과학자 114명으로 구성된 ‘텔로미어 투 텔로미어(T2T)’ 컨소시엄은 국제학술지 ‘사이언스’에 DNA 염기쌍 30억쌍을 완벽히 해독한 인간 유전체 정보를 공개했습니다. 각종 예측유전자검사(predictive gene test)는 가계에 전승되는 잘못된 유전자(fault gene)로 인한 질환을 미리 찾아내는 검사입니다. 변이를 가진 유전자가 정자나 난자 등의 생식세포를 통해 다음 세대로 전달되었을 때, 돌연변이는 모든 체세포에 나타나게 됩니다. 따라서 혈액 검체의 백혈구를 통해서도 돌연변이 유전자를 발견할 수 있습니다. 현재 Tay-Sachs 와 cystic fibrosis라는 질환은 유전자검사를 통한 진단을 내리고 있으며, 그외 amyotrophic lateral sclerosis, 치명적인 유전병인 루게릭병, 중년에 발병하기 시작하여 치매에서 죽음에 이르게 되는 Huntington병 , 몇 가지 유형의 알츠하이머병, 중증의 콜레스테롤혈증, 종양질환 등 많은 질환에서 조기진단을 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.06.02
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