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세포들은 서로 어떻게 인식을 하나요?
세포들은 서로를 인식하는 다양한 메커니즘을 가지고 있으며, 이 과정은 주로 세포막에 있는 단백질이나 신호 분자들의 상호작용을 통해 이루어집니다. 세포 부착 분자 (Cell Adhesion Molecules, CAMs)는 세포 표면에 있는 단백질로, 다른 세포의 표면 단백질과 결합하여 세포를 서로 부착시킵니다. 대표적인 CAMs에는 카드헤린(cadherin), 인테그린(integrin), 셀렉틴(selectin) 등이 있습니다. 이들 분자는 세포가 서로를 인식하고 부착하는 데 중요한 역할을 합니다. 또한 신호 전달 경로 (Signaling Pathways)가 있습니다. 세포는 서로 신호를 주고받으며, 이를 통해 주변 환경에 대한 정보를 얻습니다. 예를 들어, 세포는 성장인자(growth factors)와 같은 신호 분자를 방출하고 이를 다른 세포가 수용체를 통해 인식하여 세포 분열이나 분화 등의 반응을 일으킵니다. 접촉 저해 (Contact Inhibition)는 정상적인 세포가 주변 세포와 접촉하면 분열을 멈추는 특성이며, 이는 세포가 과도하게 증식하지 않도록 조절하는 중요한 메커니즘입니다. 접촉 저해는 주로 CAMs와 신호 전달 경로를 통해 이루어집니다. 하지만 암세포는 정상 세포와는 달리 이러한 세포 인식과 조절 메커니즘에 문제가 있습니다. 우선 암세포는 접촉 저해 신호를 무시하고 계속해서 분열합니다. 이는 암세포가 CAMs의 기능이 변형되었거나, 신호 전달 경로에 이상이 생겼기 때문입니다.또한 암세포는 정상적인 신호 전달 경로가 변형되어, 세포 분열을 지속적으로 유도하는 신호가 계속 활성화됩니다. 예를 들어, 특정 성장인자 수용체가 과도하게 활성화되거나, 신호 전달 경로의 억제 기작이 손상될 수 있습니다.마지막으로 암세포는 종종 종양 억제 유전자(tumor suppressor genes)나 온코진(oncogenes)과 같은 중요한 유전자에 변이가 발생하여 세포 주기 조절이 제대로 이루어지지 않습니다. 이는 세포가 계속해서 분열하게 만드는 원인이 됩니다. 따라서 암세포는 서로를 인식하지 못해서 지속적으로 분열한다기 보다는, 인식과 신호 전달 과정에서의 이상으로 인해 접촉 저해 신호를 무시하고 계속 분열하는 것입니다. 이러한 비정상적인 분열이 축적되면 종양이 형성되고, 결국 암으로 진행됩니다.
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생물·생명
24.06.14
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후천적으로 발달한 것도 유전될 수 있나요?
후천적으로 획득한 형질이 후손에 전해질 수 있는데요, 과학자들은 이를 ‘후성(後成)유전’이라 부릅니다. 이는 DNA 염기서열, 즉 유전자 자체에는 변화가 없지만 유전자를 켜고 끄는 스위치에 변화가 생겨 이것이 후손에게 유전되는 현상을 말합니다. 후성유전을 일으키는 대표적 요인은 DNA 메틸화인데, 이는 염기서열의 특정 부위에 메틸기(CH3)가 달라붙는 것이며 해당 유전자의 발현에 영향을 미치게 됩니다. 운동선수의 자녀들이 운동신경이 뛰어날 가능성이 높은 이유는 여러 가지 요인이 복합적으로 작용할 수 있는데요 우선 유전적 요인이 있스버다. 부모로부터 물려받은 유전자 중에는 운동 능력에 영향을 미치는 요소들이 있을 수 있습니다. 예를 들어, 근육의 종류나 반응 속도 등은 유전적인 영향을 받을 수 있습니다. 또한 환경적 요인으로 운동선수의 자녀들은 어릴 때부터 운동을 접하고, 관련된 환경에서 자랄 가능성이 높습니다. 이는 그들이 운동을 잘하게 되는 데 큰 도움이 될 수 있습니다.
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생물·생명
24.06.14
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페니실린의 발견은 플래밍과, 전기분야에서 플래밍의 오른손법칙과 왼손법칙을 정립한 사람과 동일인 인가요?
인류 최초의 항생제인 페니실린을 발견한 사람은 영국 스코틀랜드 출신의 미생물학자인 '알렉산더 플레밍'이며, 전기 분야의 왼손법칙과 오른손법칙을 정립한 사람은 영국의 전기기술자이자 발명가였던 '존 앰브로즈 플레밍'이기 때문에 두 사람은 다른 인물입니다.
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생물·생명
24.06.14
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닭이나 비둘기의 경우 움직일 때마다 왜 목을 앞 뒤로 계속 흔들어 주는 건가요?
비둘기 뿐만 아니라 닭, 오리, 타조 등 다양한 조류들이 한발 한발 내디딜 때마다 고개를 흔드는 것을 볼 수 있는데요, 이러한 새들의 움직임은 깊이를 지각하기 위한 행동입니다. 인간의 눈에 맺힌 상은 평면이지만, 우리는 그 평면에서 깊이를 자각할 수 있습니다. 하지만 양 눈이 모두 앞쪽을 향하고 있는 인간과는 달리 조류의 경우 대체로 양 눈이 옆쪽을 향해 있는데요, 눈이 앞쪽을 향해 있으면 양 눈의 시야가 겹치는 부분이 많지만 눈이 옆쪽을 향해 있는 경우에는 겹치는 부분이 거의 없습니다. 따라서 이와 같은 조류에게는 앞에 있는 물체와의 거리를 판단하기 위한 추가적인 방안이 필요했고, 그 방법은 걸으면서 다리의 위치가 변할 때는 머리의 위치를 고정하고, 다리가 멈췄을 때에만 머리를 움직여서 눈으로 보이는 상의 변화로 보이는 물체까지의 거리를 유추하는 것입니다.
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생물·생명
24.06.14
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침팬지가 진화하여 더 고등한 생물이 될 가능성이 있을까요?
침팬지가 진화하여 더 고등한 생물이 될 가능성은 이론적으로 존재하지만, 이는 매우 복잡한 문제입니다. 진화는 특정 조건과 환경 변화에 따라 발생하는 자연 선택과 유전적 변이의 결과로 이루어지기 때문에, 침팬지의 진화 경로 역시 다양한 요인에 의해 결정될 수 있습니다. 침팬지는 도구 사용, 사회적 행동, 학습과 기억 등의 고도화된 지능과 행동을 보이는데요, 침팬지가 더 고등한 생물로 진화하기 위해서는 인간과 같은 고등 생물로의 진화는 지속적이고 복잡한 환경 변화가 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 새로운 서식지로의 이동, 기후 변화 등이 포함될 수 있습니다. 또한 특정 유전적 변이가 누적되어 새로운 형질이 나타나고, 이러한 형질이 생존과 번식에 유리하게 작용해야 합니다.
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생물·생명
24.06.14
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성충이 된 매미는 얼마나 살며, 성충이 되어 가장 오래 사는 매미는 얼마나 사나요?
매미는 일생의 대부분을 땅속에서 애벌레로 지내다가 매우 짧은 기간 동 안 땅 밖으로 나와 살고 생을 마감하는데요, 매미의 수명은 종류에 따라 차이가 있으며 애벌레로 지내던 시기까지 합하면 5년, 7년, 13년, 17년 등으로 차이가 있습니다. 땅 밖으로 올라온 성충 매미의 경우 대부분 수명은 약 2~3주일 정도밖에 안 되며 길어야 한 달 반 정도밖에 살지 못합니다.
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생물·생명
24.06.14
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유산균은 왜 장까지 살아가는 것이 매우 어려운 것인가요?
유산균이 장까지 살아서 도달하는 것이 어려운 이유는 소화 과정에서 겪는 여러 가지 환경적 스트레스 때문이라고 할 수 있습니다. 우선 일차적으로 유산균은 위산에 의해 분해됩니다. 위는 음식물 소화를 위해 매우 강한 산성 환경(pH 1.5~3.5)을 유지하는데요, 이로 인해 많은 유산균은 이러한 산성 환경을 견디지 못하고 사멸합니다. 위산은 음식물과 함께 들어오는 병원균을 죽이는 중요한 방어 기제이지만, 동시에 유산균에도 큰 장벽으로 작용하는 것입니다. 유산균이 위산에서 살아남았다고 해도 쓸개즙 및 소장에서 분비되는 각종 소화효소에 의해 분해될 확률이 높기 때문에 섭취하는 유산균의 총량에 비해서 현저히 적은 수만이 생존 가능한 것입니다.
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생물·생명
24.06.14
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Dna의 복제는 반보존적이 아니라 보존적 복제 아닌가요?
DNA의 복제 방식은 '반보존적 복제'가 맞습니다. 반보존적 복제는 1953년 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭에 의하여 제창된 DNA 복제 모델로 DNA의 두 가닥이 풀려서 각 가닥을 주형으로 상보적인 가닥이 합성되고, 복제 후의 DNA에서 한 가닥은 주형 가닥, 나머지 한 가닥은 새로 합성된 가닥을 형성하는 DNA 복제 방식을 말합니다. 이는 meselson과 stahl의 실험에 의해서도 증명이 되었는데요, 이 실험은 동위원소로 DNA를 표지하고 세대를 거치면서 DNA가 어떻게 변하는지 CsCl 등밀도원심법을 이용하여 추적 분석하는 것입니다. 실험 결과 상 2개의 띠로 나타났으므로 반보존적모델이 맞음을 알 수 있습니다.
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생물·생명
24.06.14
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플라스틱 오염이 생물 다양성에 끼치는 영향은 무엇인가요?
플라스틱 오염은 전 세계적으로 심각한 환경 문제로, 생물 다양성에 다양한 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 우선 플라스틱 오염으로 인해 해양 생물에 대한 피해가 막대합니다. 많은 해양 생물들이 플라스틱을 먹이로 오인하여 섭취하는데, 이는 소화기계의 막힘, 영양 결핍, 그리고 궁극적으로는 사망으로 이어질 수 있습니다. 또한 플라스틱 쓰레기, 특히 어망과 같은 폐기물에 의해 많은 해양 생물들이 엉키거나 질식하여 죽는 경우가 있습니다. 플라스틱 쓰레기는 해변, 강, 호수, 산림 등의 자연 서식지를 오염시켜, 생물들이 살 수 있는 환경을 파괴하며 이는 생물들의 서식지를 줄어들게 하고, 서식지 파괴로 인해 멸종 위기가 커집니다. 결국 플라스틱 오염은 종 다양성을 감소시키고, 생태계의 균형을 깨뜨리며 특정 종의 감소는 먹이사슬의 다른 종에게도 영향을 미쳐, 전체 생태계의 안정성을 위협합니다. 플라스틱 오염 문제를 해결하기 위해서는 일회용 플라스틱 제품의 사용을 줄이고, 대체 가능한 친환경 제품을 사용하는 것이 중요합니다.
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생물·생명
24.06.14
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거미줄이 튼튼한 이유는 어떤 점들이 있나요?
일반적으로 거미가 만들어내는 평범한 거미줄도 인장강도는 강철의 5배를 넘는다고 하는데요,거미줄이 잘 늘어나면서도 끊어지지 않는 비결은 주성분을 이루는 아미노산 중에서 특히 결합력이 강한 글라이신 비율이 40퍼센트에 가깝기 때문입니다. 거미줄의 단백질 구조가 베타 병풍구조로 바뀌면서 ‘인장력’을 강화할 수 있는 것입니다. 거미줄은 알파(α-)의 코일형 사슬과 베타(β-)의 병풍형 사슬로 구성되어 있으며, 베타 형태의 병풍구조는 마치 아코디언과 흡사한 구조를 가져 외부의 힘이 가해질 때는 질기고 강한 성질을 나타내지만 외부의 힘이 제거되었을 때에는 신속하게 다시 원래대로 돌아가려는 성질을 가집니다.
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생물·생명
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