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온도에 따라 콜레스테롤이 유동성을 조절하는 방식은 어떻게 달라지나요?
안녕하세요.콜레스테롤은 고온에서는 유동성을 낮추고, 저온에서는 유동성을 높이는데요 즉 콜레스테롤은 막의 유동성이 지나치게 증가하거나 감소하지 않도록 완충 역할을 한다.우선 고온에서는 인지질 꼬리들이 활발히 움직여 막이 지나치게 유동적으로 되기 때문에 인지질 꼬리 사이에 끼어들어 지나친 움직임 억제합니다. 콜레스테롤의 강한 고리 구조는 단단하고 딱딱합니다. 따라서 과하게 흔들리는 인지질 지방산 꼬리 사이에 들어가 그 움직임을 막습니다.반면에 저온에서는 인지질 꼬리들이 서로 더 촘촘히 붙으며 막이 굳어지는방향으로 변합니다. 이때 콜레스테롤은 반대로 작용합니다. 콜레스테롤이 사이에 끼어 있기 때문에 인지질 분자들이 너무 가까이 달라붙는 것을 방지하며 결과적으로 막이 완전히 경직되고 결정화되는 것을 막아유동성을 증가시키고 저온에서도 막이 어느 정도 유연성을 유지하게 됩니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.26
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올리브오일는 나무에서 나오는 열매로 오일을 만드는건가요??
안녕하세요.올리브오일은 올리브나무에서 열리는 올리브 열매를 짜서 만든 식물성 기름인데요, 올리브 나무에서 직접 기름이 나오는 것이 아니라, 열매 속에 들어 있는 오일을 압착하여 추출하는 방식입니다. 올리브나무는 지중해 지역에 흔한 상록수이고, 그 열매 안에는 풍부한 지방, 특히 올레산이 들어 있습니다. 올리브오일이 만들어지는 과정우 올리브 열매를 수확 후 씨와 과육을 함께 으깬 뒤 반죽처럼 만들고, 그 반죽에서 기계적 압력으로 기름을 짜낸 후 여과하여 투명한 오일만 분리하게 됩니다. 즉, 열매에 있던 천연 기름이 그대로 나오는 것입니다.엑스트라 버진(EVOO)은 압착만으로 얻은 가장 순수한 1차 오일이며, 열을 거의 가하지 않아 영양 손실이 적고 폴리페놀이 풍부하며 향미가 살아 있다는 이유로 건강식으로 가치가 높게 평가됩니다.또한 올리브오일은 단일불포화지방(올레산)이 풍부하기 때문에 혈중 LDL 감소를 돕고 항산화 폴리페놀이 많아 염증 억제, 노화 억제 효과가 있으며, 위 점액층 보호 등 소화에 도움을 주며 간 기능, 담즙 분비 촉진에 유익하다는 연구도 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.26
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낙엽수의 큐티클층과 열손실 관계가 궁금해요
안녕하세요.큐티클은 왁스 성분이 풍부한 열전도율이 낮은 층인데요, 물이나 공기보다 열이 잘 전달되지 않는 물질로 이루어져 있습니다. 이때 큐티클은 수분 손실 억제가 주기능이지만, 부수적으로 열 이동을 막는 물리적 막이기도 합니다.낙엽수는 계절성 환경인 온대지역에 적응해 있어, 성장 시즌에는 광합성을 최대로 해야 하기 때문에 다음과 같은 특징을 가집니다. 잎이 얇고 기공 밀도가 높고 큐티클도 상대적으로 얇고 호흡·물질교환이 활발한데요 그 결과, 얇은 잎 + 얇은 큐티클 = 외부 온도 변화가 내부로 더 쉽게 전달되기 때문에 열손실이 커질 수밖에 없습니다. 이 때문에 낙엽수는 겨울이 오면 잎을 떨어뜨려 추운 계절 동안 잎을 유지하는 데 드는 에너지 손실을 피하는 방식으로 진화했습니다.상록활엽수나 침엽수는 잎을 오래 유지해야 하므로 큐티클이 매우 두꺼운데요, 그 이유는 수분 증발 최소화, 한랭기 단열성 확보를 위함입니다. 특히 침엽수는 겨울에도 잎을 유지하기 때문에 두꺼운 큐티클 + 취성 높은 세포벽 + 수지 + 방어적 구조로 냉기에 의한 열손실과 동결스트레스를 줄이는 특징을 가집니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.26
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생쥐의 IGF2작용원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 일반적으로 DNA 메틸화는 유전자 발현을 억제하는 방향으로 작용하지만, 생쥐 IGF2 유전자는 각인이라는 특수한 후성유전학적 기작에 의해 메틸화될 때 오히려 발현이 가능해지는 독특한 구조를 가지고 있습니다. IGF2는 부계 유전자만 발현되고 모계 유전자는 꺼져 있는 대표적인 유전자 각인 사례인데요 즉, 정상 생쥐에서는 IGF2는 오직 아버지에게서 온 대립유전자만 켜집니다. 이 각인 조절의 핵심은 H19-ICR이라는 조절 구역에 있습니다.IGF2와 H19 유전자는 같은 조절 요소를 공유합니다. 이 enhancer는 두 유전자 중 하나만 선택하여 켜는 것인데, 선택권을 결정하는 것이 바로 ICR의 메틸화 여부입니다.이때 메틸화는 IGF2 유전자 몸체에 일어나는 것이 아니라, IGF2와 H19 사이의 ICR 조절부위에서 일어나며 ICR이 메틸화되면 CTCF 단백질이 결합하지 못하고, enhancer가 IGF2로 접근할 수 있게 되는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.26
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다이아몬드는 산소가 차단되면 왜 흑연으로 변하나요?
안녕하세요.다이아몬드가 산소가 차단되면 흑연으로 변한다는 표현은 흔히 들리지만, 과학적으로는 조금 오해가 있는데요 다이아몬드는 단순히 산소가 없다고 해서 자동으로 흑연으로 변하는 물질이 아닙니다. 오히려 높은 온도에서 산소가 없을 때 흑연화가 가능해진다는 의미에 가깝습니다. 그 원리를 차근차근 과학적으로 설명해 드리겠습니다.다이아몬드와 흑연, 두 물질은 모두 순수한 탄소(C)로 이루어져 있지만 결합 방식이 완전히 다릅니다. 다이아몬드는 탄소가 3차원적으로 모두 강하게 결합하여 사면체 구조를 이루고 흑연은 탄소가 평면층으로 연결되고 층끼리는 약한 힘으로만 붙어 평면 구조를 이룹니다.실제로 저온·저압에서는 흑연이 가장 안정한 구조이고, 고압·고온에서는 다이아몬드가 안정합니다. 즉, 우리가 실생활에서 사용하는 압력에서는 흑연이 더 자연스러운’ 형태이고, 다이아몬드는 고압 때문에 억지로 유지되는 구조라고 이해할 수 있습니다.따라서 두 구조가 전환되려면 탄소–탄소 결합의 재배열이 필요하며 이 변화는 결합을 끊고 다시 만드는 과정이기 때문에 에너지 장벽이 매우 높습니다. 그래서 상온에서는 사실상 전혀 변하지 않습니다.다이아몬드는 공기가 있는 곳에서 고온에 노출되면 산화되어 CO₂로 타버립니다. 그런데 산소가 없는 상태에서 고온, 보통 1500~2000°C 이상을 가하면 다이아몬드는 타지 않고 대신 결합 구조 재배열이 일어나기 쉬워지며 그 결과 탄소는 저압에서 가장 안정한 흑연 구조로 다시 조직화될 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.11.26
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생물복제 윤리적으로 문제가 없나요?
안녕하세요.생물 복제는 기술적으로는 기존 개체의 유전 정보를 거의 그대로 가진 새로운 개체를 만드는 과정이지만, 윤리적으로는 고려해야 할 부분이 있습니다.생물을 핵이식 기술로 복제하는 과정은 체세포에서 핵을 꺼내 난자의 핵을 제거한 뒤 주입하여 발생을 유도하는 방식인데, 이 기술 자체는 자연계에서 일어나는 생식 과정과는 달리 하나의 유전적 복제본을 생산하기 때문에 생명 개체의 다양성을 줄이고 개체를 도구화할 위험이 있다는 점에서 윤리적 논란을 야기합니다.생물 복제가 타당한지에 대해서는 목적과 맥락에 따라 의견이 크게 갈리는데, 멸종 위기종 보전을 위한 복제는 생태계 차원에서 긍정적으로 평가되기도 하지만, 반대로 인간의 편의를 위한 대량 복제나 희귀 동물이나 반려동물 복제는 생명을 상품화할 수 있다는 점에서 비판받고 있습니다. 이와 함께 복제된 생물의 권리 문제도 매우 중요합니다. 복제 개체는 유전적으로 원본과 유사할 뿐 완전히 독립적인 생명체로 자라고 삶을 살아가기 때문에, 생물윤리학에서는 복제 개체 역시 동일한 개체로서 존중과 권리를 보장받아야 한다고 보는 관점이 일반적입니다. 유전적 유사성만으로 개체의 가치를 규정할 수 없고, 복제된 생물 역시 고유한 경험과 환경 속에서 독립적인 존재가 되기 때문에 원본보다 낮은 권리를 가진다는 견해는 과학적으로나 윤리적으로 정당화되기 어렵습니다. 결국 복제 기술의 활용은 개체의 복지, 생명 존중, 생태적 영향 등을 모두 고려한 엄격한 기준 아래 제한적으로 이루어져야 하며, 복제된 개체에 대해서는 원본 개체와 동일한 윤리적 보호가 제공되어야 합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.26
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바소체와 각인은 어떤 차이가 있나요?
안녕하세요.말씀해주신 것과 같이바소체와 유전체 각인은 모두 후성유전학적 조절 방식으로, DNA 염기서열을 바꾸지 않으면서 유전자의 발현 여부를 조절하는 현상입니다. 먼저 바소체는 X염색체 불활성화 현상으로, 암컷 포유류가 두 개의 X염색체를 가지고 있을 때 그 중 하나를 비활성화하여 유전자 발현량을 수컷과 동일하게 맞추기 위한 조절 기작입니다. 수컷은 XY, 암컷은 XX를 가지므로 암컷이 두 세트의 X염색체 유전자를 모두 발현하면 유전자 발현량의 불균형이 생기게 됩니다. 이를 방지하기 위해 발생 초기에 두 X염색체 중 하나가 무작위로 선택되어 강하게 응축된 이질염색질 형태로 바뀌어 비활성화되며, 이를 바소체라고 부릅니다. 이때 비활성화된 X염색체는 이후 세포 분열 과정에서도 그대로 유지되며 대부분 비가역적입니다. 이 과정은 X염색체 전체의 발현을 조절하며, 모자이크 현상과 같은 표현형적 결과를 남기기도 합니다.반면에 유전체 각인은 상염색체 특정 유전자를 대상으로 한 선택적 발현 조절 현상으로, 특정 유전자가 부모 중 어느 쪽에서 유래했는지에 따라 한쪽만 발현되고 다른 한쪽은 DNA 메틸화를 통해 비활성화되는 특징을 가집니다. 바소체와 달리 무작위로 선택되는 것이 아니라, 어떤 유전자는 반드시 모계 유전자만 발현되고, 또 어떤 유전자는 반드시 부계 유전자만 발현되는 식으로 유전자마다 고정된 규칙이 존재합니다.또한 각인은 생식세포 형성 시 기존의 메틸화 패턴이 지워진 뒤 다시 새롭게 설정되기 때문에 가역적이라는 특징을 가집니다. 각인의 목적은 배아의 성장과 발달 과정에서 필요한 조절을 수행하는 것입니다. 이러한 조절에 이상이 생기면 프래더-윌리 증후군 또는 안젤만 증후군과 같이 부모 기원에 따라 다른 후성유전 질환이 발생할 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.25
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그릇에 입이 닿으면 그 닿는부위를 닦지 않으면 세균이 생긴다고하는데 그 세균은 어디서 오는건가요??
안녕하세요.그릇 표면에 세균이 생기는 가장 큰 이유는 입이 닿을 때 이미 세균이 옮겨가기 때문인데요 즉, 공기 중에서 새로 날아와서 붙는 것이 아니라, 사람의 입 속 세균이 그릇 표면으로 이동하여 증식하는 것이 핵심 원인입니다.사람의 구강에는 약 700종 이상의 세균이 항상 존재하며, 건강한 사람 기준으로도 1mL의 침 속에 수백만~수억 마리의 세균이 포함되어 있습니다. 이 세균들은 평소에는 해를 끼치지 않고 정상적인 미생물 균형을 이루며 살아갑니다. 입이 그릇에 닿을 때 입술, 혀, 치아 표면의 세균 이 그릇 표면에 남게 되고, 그 세균이 물기와 영양분이 남아 있는 환경에서 번식하게 됩니다.물론 공기 중에도 세균과 곰팡이 포자가 존재합니다. 그렇지만, 그릇 위에 입으로부터 직접 옮겨진 세균에 비하면 공기 중 세균의 양은 매우 적고 증식 속도도 느립니다.따라서 세균이 생기는 주된 이유는 공기 오염이 아니라 구강 세균의 증식 때문이라고 보시면 됩니다.세균의 증식은 수분이 남아 있을 때, 음식물 찌꺼기나 침의 단백질·당류가 있을 때, 따뜻한 온도,. 표면이 세균이 붙기 좋은 상태일 때 잘 일어나는데요 즉, 입을 대는 순간 세균 + 수분 + 영양분이 묻으므로, 닦지 않으면 세균이 빠르게 늘어날 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.25
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순환적광인산화와 비순환적 광인산화의 의의는 무엇인가요?
안녕하세요.말씀해주신 것과 같이 광합성의 명반응에서 일어나는 순환적 광인산화와 비순환적 광인산화는, 식물이 광에너지를 ATP와 NADPH의 형태로 화학에너지로 전환하는 두 가지 방식입니다. 두 과정은 모두 ATP를 생성하지만, 전자 흐름 방향과 생성물, 그리고 생리적 목적이 서로 다릅니다.우선 비순환적 광인산화는 NADPH와 ATP를 동시에 생성하며 산소가 발생됩니다. 광계 II에서 물을 광분해하여 전자를 보충하며 산소가 발생하고, 전자는 전자전달계를 거쳐 광계 I으로 이동하며 PSI에서 다시 여기된 전자가 NADP⁺ → NADPH 생성합니다. 즉 비순환적 광인산화는 광합성 전체의 에너지 및 환원력 공급 기반을 만드는 필수 과정입니다.다음으로 순환적 광인산화에서는 오직 ATP만 생성되고 산소와 NADPH는 생성되지 않습니다. PSI에서 여기된 전자가 전자전달계를 따라 이동한 뒤 다시 PSI로 되돌아오며 이 과정에서 H⁺ 농도 기울기 형성하여 ATP를 합성합니다. 즉 순환적 광인산화의 의의는 캘빈 회로가 요구하는 ATP:NADPH 비율을 맞추는 것으로 ATP가 부족할 때 보충 역할을 합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.25
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유전자의 상위와 신호전달의 상위는 어떻게 다른가요?
안녕하세요.유전자에서의 ‘상위’란 한 유전자가 다른 유전자의 표현형을 가리는 현상을 의미합니다. 즉, 두 유전자가 동일 형질에 관여할 때, 어느 유전자 변이가 최종 표현형을 결정하는지에 따라 상위와 하위를 구분하는 것입니다. 예를 들어서 개 털색 유전에서 유전자 E: 색소가 털에 침착되게 하는 기능을 유전자 B: 색소의 종류 결정(검정/갈색)할 때 만약 E 유전자가 비정상(ee) 이라면 색소가 털에 침착하지 않아 어떤 색이든 알비노(흰색) 이 됩니다. 이때 E 유전자가 B 유전자에 대해 상위입니다. 즉, 표현형 결정권을 쥔 유전자가 상위입니다.다음으로 세포 내 신호전달 경로에서는 신호 흐름의 방향에 따라 상위와 하위를 구분합니다. 세포막에서 받은 신호가 수용체 → G 단백질 → 효소 → 전사인자 → 표적 유전자 순으로 내려갑니다. 먼저 작동하여 뒤쪽 요소를 조절하는 분자가 Upstream(상위), 상위 신호를 받은 후 반응하는 분자가 Downstream(하위)이며 RAS → RAF → MEK → ERK 경로(MAPK signaling)에서 RAS에 돌연변이가 생기면 아래 단계가 전부 활성화될 수 있으므로, RAS는 MAPK 경로에서 상위 조절자로 구분됩니다.감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.11.25
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