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사람의 호흡에 산소가 필요한 이유는 무엇인가요?
세포호흡은 생물학적 연료를 무기전자수용체가 있는 상태에서 산화시켜 다량의 에너지를 생산하고, ATP의 대량 생산을 추진하는 과정인데요, 산소(산소 호흡)와 피루브산 유도체들(발효)이 최종 전자수용체가 아닌 무산소 호흡은 일부 미생물에 의해 사용됩니다. 이때 인간은 무기전자수용체로 산소를 사용하는 유산소 호흡을 하는 생명체이기 때문에 미토콘드리아에서 생체 에너지원인 ATP를 합성하기 위해서는 반드시 산소가 필요합니다. 하지만 다른 세균의 경우에는 무산소호흡을 하는 경우도 있으며 이때에는 산소 대신에 황산염, 질산염 등을 이용합니다.
학문 / 생물·생명
24.06.03
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과채의 세포벽에 대해 궁금합니다.
네, 과일이나 채소도 식물이기 때문에 셀룰로오스와 펙틴으로 이루어진 세포벽을 가집니다. 물론 과일이나 채소와 달리 나무는 껍질이 딱딱한 것을 볼 수 있는데요, 이는 나무의 경우에는 세포벽에 리그닌이라는 성분이 있어 나무를 단단하게 만들기 때문입니다. 대부분의 과실과 채소는 쌍자엽 및 단자엽 식물 중 하나에 속하는데 유사한 구조의 일차 세포벽을 가지며 셀룰로오스 초미세 섬유를 비롯하여 대부분 펙틴과 더 낮은 비율의 xyloglucan과 단백질, 당 단백질을 함유하고 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.06.03
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인간의 노화는 나타나는건가요?
인간의 수명에 한계가 있는 이유는 '텔로미어'와 관련이 있습니다. 텔로미어란 염색체 말단에 존재하는 반복적인 염기서열을 말하는데요, 인간의 경우에는 TTAGGG라는 염기서열이 약 5~10kb 정도 반복되어 존재합니다. 이러한 텔로미어가 존재하는 이유는, 세포분열 시 DNA를 복제하는 과정에서 DNA 중합효소의 한계로 인해 염색체 말단을 완전히 복제하지 못하므로 점점 짧아지기 때문인데요, 이렇게 짧아지면 유전정보가 소실될 수 있기 때문에 이를 막기 위해서 염색체 말단에 반복서열이 존재하는 것입니다. 하지만 이러한 텔로미어가 존재한다고 하더라도 보통 30~50번 세포분열을 하게 되면 텔로미어 서열이 일정 길이 이하로 줄어들게 되며 더 이상 세포분열을 하지 못하고 중단이 되며 노화가 진행되는 것입니다. 반면에 거북이는 수명이 굉장히 긴 생명체라고 알려져 있는데요, 거북이의 경우에는 텔로미어가 짧아지는 속도가 느린 편이며 텔로미어가 짧아지더라도 이를 다시 복제할 수 있는 텔로머라아제라는 효소가 활성화되어 있기 때문입니다.
학문 / 생물·생명
24.06.03
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인간의 수명에 대해서 궁금한게 있습니다.
의료기술의 발달 등으로 인간의 평균 기대수명이 많이 연장되고는 있으나, 세포는 노화가 진행되기 때문에 말씀하신 것처럼 점차 고령화에 따른 만성질환의 가능성 역시 커집니다. 미래에는 인간의 수명 연장 기술로 텔로머라아제가 응용될 것으로 보입니다. 텔로머라아제란 텔로미어라고 하는 염색체 말단의 반복서열을 합성하는 효소를 말합니다. 인간의 수명이 한정되어 있고, 노화가 오는 원인은 세포분열 횟수가 보통 30~50번으로 제한되기 때문인데요, 이는 염색체 말단에 존재하는 텔로미어 서열이 짧아지기 때문입니다. 하지만 미래에 해당 염기서열을 다시 합성할 수 있는 텔로머라아제를 이용한 기술이 적용된다면 텔로미어 서열이 일정한 길이를 유지하기 때문에 인간의 노화를 막을 수 있을 것으로 보입니다.
학문 / 생물·생명
24.06.03
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모든생명체에게 살아갈수있는 수명한계가 생긴이유는?
생명체의 수명에 한계가 존재하는 것은 '텔로미어'와 연관이 있습니다. 텔로미어란 염색체 말단에 존재하는 반복적인 염기서열을 뜻하며, 인간의 경우에는 TTAGGG라는 염기서열이 5~10kb 정도 나열되어 있습니다. 텔로미어가 존재하는 이유는 세포분열 시에 DNA를 복제하는 과정에서 DNA 중합효소의 한계로 인해 염색체의 말단이 끝까지 복제되지 못하기 때문입니다. 이 때문에 유전정보의 소실이 발생할 수도 있으므로 염색체의 말단에 반복서열인 텔로미어가 존재하는 것입니다. 하지만 세포분열을 할 때마다 텔로미어도 점점 짧아지게 되며 인간의 경우 30~50번 정도 세포분열을 하고 나면 텔로미어가 일정 길이 이상으로 줄어들기 때문에 더 이상 세포분열을 하지 못하고 노화가 진행되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
24.06.03
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텔로미어란 무엇이며 왜 수명과 질병에 관여가 되는지 궁금합니다.
텔로미어란 염색체의 말단에 존재하는 반복되는 염기서열을 말하는데요, 인간의 경우에는 TTAGGG라는 염기서열이 반복되는 구조를 이루고 있습니다. 세포분열 시에는 DNA 중합효소의 특성 상 염색체의 말단부분이 끝까지 복제되지 못해서 점점 짧아지게 되는데요, 이때 유전정보의 소실을 방지하기 위해서 염색체 말단에 길게 텔로미어 서열이 존재하는 것입니다. 인간의 체세포의 경우에는 보통 30~50번 정도 세포분열을 하면 중단되는요, 이는 텔로미어가 일정한 길이 이하로 단축되면서 세포주기가 중단되거나 예정된 세포 사멸이 일어나기 때문입니다. 텔로미어가 일정한 길이로 유지되면 세포가 건강하게 분열할 수 있지만 텔로미어가 단축되면 세포 주기가 중단되거나 노화가 발생할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.06.03
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인간 수명 연장은 기대되는 미래의 기술 중 하나 인데, 정말 가능할까요?
인간 수명을 연장할 수 있는 기술로는 텔로머라제(Telomerase)라는 효소를 이용해 텔로미어의 길이를 늘리는 방법이 있습니다. 텔로머라제는 텔로미어의 길이를 유지하고 복구하는 역할을 하는 효소인데요, 텔로미어는 염색체의 말딘에 위치한 DNA 서열로, 염색체의 안정성과 유전 정보의 보호를 담당합니다. 그러나 세포분열이 반복될 수록 텔로미어는 점차 단축되어, 세포가 노화하고 사멸하게 됩니다. 암세포나 줄기세포 등에서는 텔로머라제가 작동하는데요, 이러한 텔로머라제를 이용하여 체세포의 텔로미어 서열의 단축을 방지하여 세포의 노화를 지연시킬 수 있습니다. 이렇게 세포의 노화를 지연시키는 것은 건강한 세포의 보존과 신진대사 유지를 도우며 만성질환의 발생과 진행을 지연시키고 노인성 질환의 발생률을 줄일 수 있는데요, 하지만 텔로머라제를 이용한 인간 수명 연장 기술은 아직 실험 단계에 있으며 앞으로도 많은 과학적 연구와 임상 시험 등이 필요합니다. 또한 텔로머라제의 과도한 활성화는 종양을 유발할 수 있으므로 이러한 부작용을 관리할 수 있는 방안 역시 필요합니다.
학문 / 생물·생명
24.06.03
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거북이가 수명이 긴 이유는 무엇 때문인가요?
거북이는 일반적으로 약 100년 안팎의 수명을 가지며, 육지거북의 경우에는 180~220살, 바다거북의 경우에는 400살 넘게까지도 살 수 있는데요 이처럼 거북이의 수명이 긴 것은 '텔로미어'와 관련이 있습니다. 텔로미어란 염색체 말단에 존재하는 반복서열을 말합니다. DNA가 복제될 때 DNA 중합효소의 한계로 인해 염색체의 말단이 완전히 복제되지 않아서 점점 짧아지게 되는데요, 이때 유전정보의 소실을 방지하기 위해서 반복서열인 텔로미어가 존재하는 것입니다. 거북이의 경우에는 세포분열 시에 텔로미어가 짧아지는 속도가 느린 편이며, 텔로미어가 짧아지더라도 이를 다시 복제할 수 있는 텔로머라아제라는 효소가 활성화되어 있기 때문에 수명이 긴 것이라고 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.06.03
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거북이는 왜 수명이 긴건가요?
거북이는 일반적으로 100년 안팎의 수명을 가지며 육지거북의 경우에는 180~220살, 바다거북의 경우에는 400살 넘게까지도 살 수 있는데요, 거북이가 이렇게 긴 수명을 가질 수 있는 이유는 '텔로미어'와 관련이 있습니다. 텔로미어란 염색체 말단에 존재하는 반복서열을 말하는데요, 세포분열 과정에서 DNA 중합효소의 특성상 염색체 말단 부분을 완전히 복제하지 못하기 때문에 점점 짧아집니다. 유전정보를 보호하기 위해서 이 텔로미어 서열을 갖는다고 할 수 있는데요, 인간의 경우 보통 30~50번의 세포분열을 하고나면 텔로미어가 없어지기 때문에 세포분열을 멈추고 노화하게 되는 것입니다. 반면에 거북이의 경우에는 세포분열 시에 텔로미어가 짧아지는 속도가 매우 느리며, 텔로미어가 짧아지더라도 이를 다시 복제할 수 있는 텔로머라아제라는 중합효소를 가지고 있기 때문에 긴 수명을 가진 것이라고 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.06.03
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거북이는 무슨 원리로 장수하는건가요?
거북이는 평균 100살의 수명을 가지며 육지거북의 경우에는 약 180~200살, 바다거북의 경우에는 400살 넘게도 사는 경우가 있는데요, 이러한 거북이의 긴 수명은 '텔로미어'와 관련이 있습니다. 텔로미어란 염색체의 말단에 존재하는 반복서열을 말하는데요, 이는 인간 역시 가지고 있는 서열입니다. 세포분열을 할 때마다 염색체를 복제하는 과정에서 DNA 중합효소의 한계로 인해 말단 부분까지 온전히 복제가 안되고 조금씩 짧아지는데요, 유전정보 소실을 방지하기 위해 염색체의 말단에 길게 텔로미어가 존재하는 것입니다. 하지만 세포분열을 할 때마다 이 텔로미어 서열도 조금씩 짧아지는데, 거북이의 경우에는 텔로미어가 짧아지는 속도가 매우 느리며, 또한 텔로미어 서열을 재생할 수 있는 텔로머라아제라는 효소를 갖기 때문에 수명이 긴 것이라고 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.06.03
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