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다세포 생명체가 단세포 생명체에서 진화한 구체적인 과정은 무엇인가요?
안녕하세요. 네, 말씀하신 것처럼 다세포 생명체의 진화는 생명학에서 매우 중요한 주제이며, 이를 이해함으로써 인간을 포함한 다양한 생명체의 기원을 탐구할 수 있습니다. 다세포 생명체는 단세포 생명체에서 수억 년에 걸쳐 점진적으로 진화해 왔으며, 이 과정은 다음과 같은 주요 단계로 요약됩니다. 우선 초기 단세포 생명체는 개별적으로 존재했지만, 생존을 위해 군집 생활을 시작했습니다. 군체 내에서 세포들은 화학적 신호를 통해 소통하며, 협력의 초기 형태를 발달시켰으며, 특정 세포가 방어, 번식, 영양 흡수 등의 역할을 분담하면서 초기 분화가 이루어졌습니다. 이후 개별 세포가 군체에서 독립적으로 나오는 것을 포기하고, 영구적인 다세포 구조를 유지하기 시작했습니다. 이때 세포내공생설(endosymbiotic theory)은 진핵생물이 원핵생물로부터 진화한 과정을 설명하는 중요한 이론입니다. 특히, 진핵세포 내에서 발견되는 미토콘드리아와 엽록체의 기원을 설명합니다. 이는 고대 원핵생물(세균 중 일부)이 서로 공생 관계를 형성하면서 하나의 세포 안에 들어가 진핵생물이 되었다는 것인데요, 원래 미토콘드리아와 엽록체 같은 세포 소기관은 과거에 독립적으로 존재하던 자유 생활 원핵생물이었다고 보며, 공생 관계가 점점 깊어지면서 이 원핵생물들이 진핵세포의 일부로 통합되었다는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.12.31
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아픈 사람이 없는 세상이 된다면 좋을텐데, 어려운거겠죠?
안녕하세요.네 맞습니다. 아픈 사람이 없는 세상은 모두가 꿈꾸는 이상적인 세상이지만, 현실적으로는 아주 어려운 일입니다. 질병은 인간의 몸이 외부 환경과 끊임없이 상호작용하는 과정에서 생깁니다. 예를 들어, 바이러스, 세균, 환경 오염 등이 항상 새로운 문제를 일으킵니다. 또한, 노화나 세포 손상처럼 내부적인 요인도 질병의 원인이 됩니다. 또한 의학이 발전해도 바이러스와 병원체는 끊임없이 진화합니다. 새로운 변이 바이러스가 생겨나거나, 기존 치료법에 저항성을 가지는 병원체가 나타납니다. 이는 자연 선택과 진화의 과정으로, 병원체도 생존을 위해 변화를 거듭하기 때문입니다. 이외에도 각 사람은 고유한 유전적 구성 때문에 특정 질병에 더 민감할 수 있습니다. 물론 유전자 치료가 발전하고 있지만, 모든 사람의 유전적 취약성을 완전히 제거하는 것은 복잡하고 시간도 많이 필요합니다.
학문 / 생물·생명
24.12.31
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cloning 에 필요한 primer를 design 하는 방법 알려주세요.
안녕하세요. Cloning에 필요한 primer를 디자인하는 것은 성공적인 실험의 핵심입니다. 우선 Target gene과 벡터에 대한 이해가 필요합니다. Insert sequence: 클로닝하려는 target gene의 서열을 준비하시고, Vector sequence: 벡터의 전체 서열과 클로닝에 사용할 제한효소 자리(MCS: Multiple Cloning Site)를 확인해야 합니다. 각 primer는 두 가지 주요 목적을 충족해야 합니다. Insert를 증폭할 수 있어야 합니다 (PCR용). 두번째로는 벡터와 효율적으로 결합할 수 있도록 제한효소 자리를 포함해야 합니다. Forward primer의 경우 Target gene의 5' 말단에 결합하여, 제한효소 자리를 포함시키기 위해 추가적인 서열을 붙여야 합니다. Reverse primer의 경우 Target gene의 3' 말단에 결합하여, 제한효소 자리와 함께 Reverse complement 형태로 디자인해야 합니다. 다음으로 벡터의 MCS에서 사용 가능한 제한효소를 선택하셔야 하는데여, 이때 제한효소가 insert 서열에 등장하지 않아야 합니다. Primer를 디자인할 때 우선 Forward primer의 경우 Target gene의 시작점에서 약 18-24bp 정도를 선택하고, 5' 말단에 제한효소 서열(6-8bp)을 추가하며, 제한효소의 효율적 절단을 위해 제한효소 자리 앞에 GC-rich 서열(4-6bp)을 추가해야 합니다. 다음으로 Reverse primer의 경우 Target gene의 끝에서 약 18-24bp를 Reverse complement로 선택, 5' 말단에 제한효소 서열(6-8bp)을 추가하고 제한효소 앞에 GC-rich 서열을 추가해야 합니다. 또한 다음과 같은 요소들을 고려하는 것이 좋습니다. 길이: 18-24bp 권장.Tm (녹는 온도): Forward와 Reverse primer가 비슷해야 하며, 일반적으로 55-65°C 범위가 적합Tm 계산 공식: Tm=4×(G+C)+2×(A+T)GC 함량: 약 40-60% 권장.3' 말단 안정성: 3' 말단은 안정해야 하며, dimer 형성이나 hairpin 구조를 피하세요.
학문 / 생물·생명
24.12.31
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인간의 경우 유전 형질을 엄마 아빠 중 누구한테 더 받나요?
안녕하세요. 인간의 유전 형질은 엄마와 아빠로부터 대체로 50%씩 물려받습니다. 이는 생식 과정에서 감수분열을 통해 각 부모의 염색체 절반(23개)을 물려받아 자녀의 46개 염색체를 형성하기 때문입니다. 하지만, 특정 조건과 유전자 발현 방식에 따라 어떤 유전 형질은 엄마나 아빠로부터 더 많이 물려받을 가능성이 있습니다. 예를 들어서 미토콘드리아 DNA의 경우에는 엄마에게만 물려받습니다. 미토콘드리아는 세포 내 소기관으로, 정자에서는 미토콘드리아가 유전되지 않기 때문입니다. 이는 세포 에너지 대사와 관련된 형질에 있어 엄마의 영향을 더 받는 이유입니다.
학문 / 생물·생명
24.12.31
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손가락을 꺾으면 소리가 나는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 습관적으로 손가락을 꺾으며 '뚝' 하는 소리를 내거나, 손가락을 바깥쪽으로 잡아당기는 사람들이 있습니다. 하지만 이런 행위는 손가락 관절에 염증을 일으킬 수 있어 주의해야 하는데요, 관절을 꺾거나 비틀 때 소리가 나는 현상을 전문 용어로 '크레피투스(crepitus)'라고 합니다. 크레피투스의 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았는데, 관절 사이로 공기가 유입되면서 소리가 난다는 의견이 있는데요, 2015년 캐나다 앨버타대 재활의학교실 연구팀은 손가락 관절 변화를 살피기 위해 MRI 촬영을 했습니다. 그 결과, 손가락 관절을 당겨 내부에 공간이 생기는 순간, 관절낭(관절을 감싸는 주머니) 안에 공기가 들어오며 소리가 나는 것이 확인됐습니다. 프랑스 에꼴폴리테크대 압둘 바라카트 교수는 크레피투스가 관절액의 거품이 터지는 소리라고 주장하기도 했습니다. 관절 사이에는 관절의 움직임을 매끄럽게 하는 관절액이 있습니다. 관절액에는 산소, 질소, 이산화탄소 등에 의해 만들어진 거품이 발생하는데, 관절을 꺾는 과정에서 이 거품이 터지면 '뚝' 하는 소리가 날 수 있다는 설명입니다. 바라카트 교수는 실제 손가락 관절이 꺾일 때 나는 소리와 거품이 터질 때 소리를 비교했더니, 두 소리의 파형이 비슷했다고 밝혔습니다.
학문 / 생물·생명
24.12.31
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밤에 열이 나는 이유가 뭔가요????
안녕하세요. 감기에 걸렸을 때 낮엔 멀쩡하다가도 밤이 되면 열이 심해지는 경우가 있는데요, 이는 면역 반응에 따른 자연스러운 현상이라고 볼 수 있습니다. 바이러스와 싸우는 인체 면역 활동은 낮보다는 밤과 새벽에 활발히 이루어지는데, 이 과정에서 염증 반응이 심해져 열이 나는 것입니다. 또한 수면 호르몬인 '멜라토닌'도 염증 매개 물질을 활성화해서 발열이 일어나고 통증을 악화시킨다고 합니다. 따라서 열이 심하지 않다면 대부분 해열제 복용과 수분 섭취로도 가라앉힐 수 있지만, 체온이 38도 이상으로 오르는 발열이 48시간 이상 지속된다면 병원 진료가 필요합니다.
학문 / 생물·생명
24.12.31
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술을 많이 마시면 지방간이 생기는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요.알코올성 지방간은 알코올을 많이 섭취하게 되면 간에서 지방 합성이 촉진되고 정상적인 에너지 대사가 이루어지지 않아 발생하게 되는 것입니다. 한편 술을 많이 마시지 않는 지방간 환자 중에서도 간염이 관찰되는 경우가 있는데, 이러한 경우를 지방간과 구별하여 '지방성 간염'이라고 합니다.
학문 / 생물·생명
24.12.28
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결국 모든 동물 식물 생물은 다 우리 인간과 뿌리가 같나요?
안녕하세요.네 맞습니다. 인간과 같은 동물이나 식물도 먼 과거에는 모두 공통조상으로부터 비롯되었다고 볼 수 있습니다. 지구 생명체의 공통조상은 루카라고 합니다. 루카(LUCA)는 45억년 전 출현하였으며 문어ㆍ고래ㆍ귀뚜라미ㆍ버섯을 비롯한 동식물, 수많은 종류의 박테리아 그리고 인간 등 지구상에 현존하는 모든 생물의 공통조상이라고 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.12.28
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줄기세포는 어떤 세포를 말하는 건가요?
안녕하세요. "줄기세포"란 여러 종류의 신체 조직으로 분화할 수 있는 능력을 가진 세포, 즉 미분화세포를 말하는데요, 이러한 미분화 상태에서 적절한 조건을 맞춰주면 다양한 조직 세포로 분화할 수 있어 재생 치료에 응용이 되고 있습니다. 이러한 줄기세포의 특징으로는 크게 3가지가 있습니다. 자가복제 능력(Self-Renewal) : 줄기세포는 자기와 동일한 형태와 능력을 가진 다른 줄기세포를 만들어 낼 수 있습니다. 분화능력(Differentiation) : 줄기세포가 인체의 필요에 의해서 구조 및 기능이 특수화 되는 현상으로 줄기세포가 분화하지 않은 상태로 존재하다가 인체의 필요한 다른 조직으로 변화하는 능력이 있습니다. 호밍효과(Homing Effect) : 줄기세포의 정맥내 투여시 손상된 부위로 줄기세포 스스로 찾아갈 수 있는 능력이 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.12.28
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황소상어는 왜 민물에서도 살 수 있나요?
안녕하세요. 황소상어는 바다뿐 아니라 해안가, 강가 등 저염도·담수 환경에서도 살 수 있는 몇 안 되는 상어 중 하나인데요, 대부분의 상어는 담수 환경에서는 체내 염분 농도가 희석돼 죽게 되는데, 황소상어는 신장과 직장샘들이 체내 염분 농도를 조절해 염분이 낮은 물에서도 살아남을 수 있는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.12.28
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