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답변 내역

모든 독은 치료제로써 사용할 수 있다고 들었는데요? 전갈독도 그럴까요?
말씀하신 것처럼 모든 독이 치료제로 쓰일 수 있다는 말은 독이 가진 생리적·화학적 활성이 잘 조절되면 의약품으로 활용될 수 있다는 말입니다. 독소는 생물학적 활성을 가진 화학물질로, 신경계, 혈액, 세포막 등에 강한 영향을 미칩니다. 이와 같은 독소를 소량, 정제, 변형하면 병리적 효과가 아니라 치료적 효과를 낼 수 있는데요, 예를 들어서 대표적으로 보툴리눔 독소는 근육을 마비시키는 독이지만, 소량으로 주름 개선, 근육 경련 치료에 사용됩니다. 질문해주신 전갈 독에는 주로 신경독과 세포 독성 성분이 포함되어 있는데요 이는 강력한 신경 마비 작용을 유발할 수 있으며, 소량으로 신경통, 만성 통증 완화 가능성 연구가 진행되고 있습니다. 특정 전갈 독 단백질은 항암제 후보 물질로도 연구되기도 합니다. 하지만 종별로 독 성분이 다르므로, 같은 전갈이라도 지역, 개체에 따라 성분과 농도 차이가 큽니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.09
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말벌은 꿀벌과 비교했을 때 어떤 해부학적·생태학적 차이를 가지고 있을까?
네, 질문해주신 말벌과 꿀벌은 모두 벌목에 속하는 사회성 곤충이지만, 해부학적 구조와 생태적 특징에서 차이가 있는데요, 해부학적으로 말벌은 날씬하고 매끈한 체형을 가지며, 허리가 잘록하게 가늘고, 노랑과 검정의 뚜렷한 줄무늬를 갖고 있습니다. 날개는 길고 투명하며 유연하게 접히고, 침은 길고 여러 번 사용할 수 있으며, 몸에 털이 적고 강한 턱이 발달하여 사냥에 적합합니다. 반면 꿀벌은 둥글고 통통한 체형에 황갈색에서 갈색의 줄무늬를 가지고 있으며, 날개는 비교적 짧고 단순하게 접힙니다. 침은 단일 사용 후 부러지며, 몸 전체에 미세한 털이 많아 꽃가루 운반에 최적화되어 있고, 턱은 꽃가루 수집용으로 발달했습니다.다음으로 생태적 측면에서도 차이가 있는데요 말벌은 육식성 또는 잡식성이며 곤충과 과일 등 다양한 먹이를 섭취하고, 사회 구조는 계절적이며 여왕 중심의 소규모 집단으로 이루어집니다. 둥지는 종이집 형태로 여름 동안 성장 후 소멸하고, 공격적이며 방어적 독성이 강하며 활동은 주로 낮에 이루어집니다. 반면에 꿀벌은 초식성이며 꽃의 꿀과 꽃가루를 중심으로 먹이를 섭취하고, 사회 구조는 연중 유지되며 여왕과 수천에서 수만 마리의 일벌로 구성됩니다. 둥지는 밀랍으로 만든 벌집이며 연중 유지되고, 비교적 온순하지만 방어 시 단일 독침을 사용하며, 꽃가루 수분 활동을 중심으로 낮 동안 활발히 활동합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.09
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도시화와 기후 변화가 말벌 개체 수와 분포에 어떤 영향을 주고 있는지 궁금합니다
말벌과 같은 사회성 곤충은 환경 변화에 민감하게 반응하며, 도시화와 기후 변화는 말벌의 개체 수와 분포에 여러 방식으로 영향을 미칠 수 있습니다. 우선 도시화가 말벌 개체 수와 분포에 미치는 영향으로는 '서식지 변화'가 있는데요, 도시화로 인해 숲과 초지가 줄고, 건물과 도로가 늘어나면서 말벌의 자연 둥지 위치가 감소하였으며 대신, 도시 주변 공원, 정원, 건물 지붕 틈새 등 인공 구조물을 둥지로 활용하기도 합니다. 또한 도시화 지역에서는 꽃, 과일, 곤충 등 먹이원의 다양성 변화가 나타났으며 일부 말벌 종은 사람 주변에서 쉽게 먹이를 얻어 도시에서도 높은 개체 수 유지 가능해졌습니다. 다음으로 기온 상승이 말벌 개체 수와 분포에 미치는 영향에 대해 말씀드리자면, 평균 기온이 상승하면서 말벌 활동 기간이 증가하게 되었는데요, 이로 인해 일부 북방 한계 지역에서 신규 분포가 가능해졌으며 고온 환경에 적응한 종은 개체 수가 증가하게 되었습니다. 또한 늦가을까지 활동하면서 겨울철 생존률이 증가하게 되었고 종 간 경쟁, 포식자 및 기생충 관계 변화로 인해 일부 말벌 종이 우세해졌습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.09
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말벌 집단의 사회 구조는 꿀벌의 사회 구조와 어떤 점에서 다를까요
네, 말씀해주신 것처럼 말벌과 꿀벌 모두 사회성 곤충으로, 개체 간 협동을 통해 집단 생활을 하지만, 사회 구조와 계급 운영 방식에서 차이가 있습니다. 우선 여왕벌과 일벌의 구성에서 꿀벌은 여왕벌이 일반적으로 1마리이고 이는 말벌도 마찬가지입니다. 일벌의 경우에는 꿀벌에서는 여왕의 딸로서 알을 낳지 못하는 벌이 해당하고, 말벌에서는 여왕의 딸이지만 일부 종에서는 알을 낳을 수 있는 벌이 해당합니다. 또한 집단의 구조적 측면에서 꿀벌은 연중 집단 유지가 가능하지만, 대부분 말벌 집단은 일시적이며 계절에 따라 재생 및 소멸합니다. 마지막으로 사회적 역할의 측면에서 꿀벌은 정교한 의사소통과 역할 분화라는 특징이 있지만 말벌은 유동적 역할과 공격적 방어 특징이 강합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.09
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말라리아 모기는 일반 모기와 비교할 때 외형상 어떤 특징이 있나요?
네, 질문해주신 것처럼 말라리아를 매개하는 모기는 주로 아노펠레스 속 모기로, 일반적인 모기와 비교했을 때 몇 가지 외형적 특징을 통해 구별할 수 있습니다. 우선 말라리아 모기는 휴식할 때 몸을 비스듬히 세우고 V자 형태로 앉는데요 이때 몸과 바늘 같은 주둥이이 거의 일직선이 아닌 각도를 이루며, 뒷다리가 길어 특유의 앉는 모양을 형성하며 반면에 일반 모기는 바닥에 거의 수평으로 앉습니다. 즉 말라리아 모기와 일반 모기는 앉는 형태에서 차이가 있습니다. 또한 말라리아 모기의 날개에는 작고 뚜렷한 검은 점이나 줄무늬가 있는데요 반면에 일반 모기 날개는 투명하거나 점무늬가 거의 없습니다. 마지막으로 말라리아 모기는 슬림하고 가는 체형을 가지며, 다리가 길고 가는 편이고 일반 모기는 상대적으로 체형이 둥글고 짧은 다리를 가지고 있는 경우가 많습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.09
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옐로우스톤의 온천에 서식하는 극한미생물은 어떤 과학적 가치가 있을까요?
옐로우스톤 국립공원과 같은 온천 환경에는 고온, 고산성, 금속 농도 등 극한 환경에서 살아가는 미생물, 즉 극한미생물이 서식하고 있는 환경입니다. 이곳에서 서식하는 미생물로는 70~90°C 이상의 고온에서 살아가는 미생물인 극호열균, pH가 2~3 정도로 매우 산성인 환경에서도 생존하는 산성호기성균 등이 있는데요, 극한미생물이 만드는 효소는 극한 환경에서도 안정적이라는 특징이 있습니다. 이는 과학적으로 매우 중요한 가치를 가집니다.예를 들어서 Taq DNA polymerase라는 효소는 Thermus aquaticus에서 발견된 효소인데요, 고온 PCR(중합효소 연쇄반응) 실험에 필수적입니다. 일반 DNA 중합효소는 95°C에서 변성되지만, Taq 효소는 고온에서도 안정적이기 때문입니다. 이외에도 극한 환경에서 생존하는 미생물은 원시 지구 환경에서 생명이 어떻게 존재했는지 이해하는 단서 제공하는데요 고온, 산성 환경에서 단백질과 DNA 안정성 연구를 통해 생명의 적응 전략을 파악할 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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나무 중에서 활엽수가 왜 침엽수가 화재에 강한가요?
우선 활엽수는 넓은 잎을 가지고 있으며, 잎에 수분 함량이 상대적으로 높은 반면에 침엽수는 바늘 모양의 잎을 가지고 있으며, 잎이 두껍고 왁스층이 있어 수분 손실은 적지만 건조 시 쉽게 연소됩니다. 이때 높은 수분 함량은 연소에 필요한 열에너지를 흡수하므로, 활엽수의 잎은 불이 붙더라도 타는 속도가 느립니다. 또한 소나무, 전나무오 같은 침엽수에는 수지와 테르펜이라는 가연성 물질이 많이 포함되어 있는데요, 따라서 불이 붙으면 수지가 빠르게 연소하면서 화염을 확산시키는 연료 역할을 합니다. 반면에 활엽수는 이러한 수지가 적어, 불이 붙어도 화염 전파력이 약합니다. 또한 활엽수는 두껍고 습한 껍질을 가지고 있으며, 가지가 비교적 촘촘하고 낮게 퍼져있기 때문에 불이 나도 핵심 줄기까지 불이 쉽게 전달되지 않는 반면에 침엽수는 얇은 껍질, 높이 솟은 가지 구조를 가지고 있기 때문에 불이 한 번 붙으면 나무 전체로 빠르게 확산됩니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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텔로미어가 짧아지는 것은 노화와 어떤 관련이 있나요?
네, 질문해주신 것과 같이 일반적으로 TTAGGG 반복 서열이 수천 회 반복된 구조인 텔로미어(telomere)는 염색체 말단에 존재하는 반복 DNA 서열로, 염색체를 보호하고 세포 분열 과정에서 안정성을 유지하는 중요한 역할을 합니다. 텔로미어가 짧아지는 것과 노화의 관계는 세포 분열과 DNA 복제 메커니즘과 밀접하게 연결되어 있습니다. 우선 주된 역할은 크게 두가지인데요, 첫번째는 염색체 말단 보호로 염색체 끝이 손상되거나 서로 붙는 것을 방지하며 두번째는 복제 시 손실 방지로 DNA 복제 과정에서 DNA 중합효소가 말단 끝을 완전히 복제할 수 없기 때문에, 텔로미어가 버퍼 역할을 하게 됩니다. DNA 복제 과정에서 DNA 중합효소는 5'→3' 방향으로만 DNA를 합성할 수 있는데요 이 때문에 선도가닥은 문제없이 복제되지만, 지연가닥은 RNA 프라이머를 제거하면 말단의 일부 DNA가 복제되지 않습니다. 결과적으로 매 세포 분열마다 텔로미어가 조금씩 짧아지게 됩니다. 텔로미어가 너무 짧아지면 세포는 더 이상 분열할 수 없는 상태, 즉 세포 노화 상태에 들어가는데요, 이는 염색체 말단이 손상된 것으로 인식되어 DNA 손상 반응이 활성화되고 세포주기는 G1/S 체크포인트에서 정지되기 때문입니다. 따라서 대부분 정상 체세포에서는 텔로미어가 점차 단축되며, 세포 분열 횟수 제한이 존재합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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진핵세포에서 인트론은 어떤 역할을 수행하나요?
진핵세포의 유전자에서 인트론은 단백질을 직접 암호화하지 않지만, 유전자의 기능과 발현 조절에 중요한 역할을 수행하는데요, 우선 인트론은 엑손 사이에 존재하는 비암호화 서열입니다. 전사후, 초기 전사 산물인 pre-mRNA에는 엑손과 인트론이 모두 포함되는데요, 이후 스플라이싱 과정에서 인트론이 제거되고 엑손만 이어져 성숙한 mRNA가 됩니다.인트론의 주된 기능은 선택적 스플라이싱 조절인데요, 하나의 유전자로 여러 종류의 단백질을 만들 수 있게 해줍니다. 이로 인하여 엑손의 일부를 포함하거나 제외함으로써 다양한 단백질 형태를 생성할 수 있으며, 이는 진핵생물의 복잡한 기능과 조직 특이적 발현을 가능하게 합니다. 또한 전사 조절의 기능이 있는데요, 일부 인트론은 전사 인자 결합 부위를 포함하여 유전자의 발현 수준을 조절하며 유전자 발현이 세포 종류, 발달 단계, 환경 조건에 따라 적절하게 조절되도록 기여합니다. 마지막으로 인트론은 mRNA 구조 형성에 기여하고, 핵에서 세포질로 이동할 때의 안정성을 높이는 역할을 할 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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원핵세포가 가지고 있는 폴리리보솜의 장점은?
원핵세포가 가진 폴리리보솜 구조는 단백질 합성 효율과 속도 측면에서 매우 중요한 장점을 제공할 수 있는데요, 폴리리보솜은 하나의 mRNA에 여러 개의 리보솜이 동시에 결합하여 병렬로 단백질을 합성하는 구조입니다. 원핵세포에서는 핵이 따로 없기 때문에 전사와 번역이 동시에 일어나는데요 즉, DNA에서 mRNA가 만들어지는 즉시 그 mRNA를 리보솜이 붙잡고 단백질을 합성할 수 있습니다. 이때 원핵세포는 환경 변화에 매우 민감한데요, 폴리리보솜을 사용하면 하나의 mRNA에서 여러 개의 단백질 사슬을 동시에 합성할 수 있어, 단백질 생산 속도가 매우 빠릅니다. 이는 세포가 환경 변화에 신속하게 대응해야 하는 원핵생물의 생존 전략과 맞물리는 것입니다. 또한 하나의 mRNA를 여러 번 읽어 단백질을 만들기 때문에, mRNA 분자를 반복적으로 재사용할 수 있어 효율적인데요, 반면에 진핵세포는 핵과 세포질이 분리되어 있고, mRNA 처리가 필요하므로 번역 시작까지 시간이 더 걸립니다. 즉 원핵세포는 세포 내 구조가 단순하고 핵이 없어 전사-번역 연속 과정이 가능하며 따라서 mRNA가 만들어지는 즉시 단백질이 합성되며, 폴리리보솜 구조 덕분에 동시에 여러 단백질이 생산되어 신속한 반응이 가능합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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