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암세포에서 DNA 복제 오류는 어떤 역할을 하나요?
암세포에서 DNA 복제 오류는 유전적 불안정성을 유발하여 암 발생 및 진행에 중요한 역할을 합니다. 세포가 분열할 때 DNA를 복제하는 과정에서 오류가 발생할 수 있는데, 일반적으로는 이러한 오류를 수정하는 메커니즘이 작동합니다. 그러나 이 수정 메커니즘에 문제가 생기거나 오류가 너무 많이 발생하면 DNA 손상이 누적되어 돌연변이가 축적되고, 이는 세포의 통제되지 않는 증식으로 이어져 암이 발생할 수 있습니다. 특히 암세포는 빠르게 증식하면서 복제 스트레스를 겪고, 이에 대처하기 위해 오류가 많은 복제 경로를 활성화하기도 하여 유전적 변이를 더욱 가속화시킵니다.
학문 / 생물·생명
25.07.08
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황제펭귄이 서식지를 30km나 이동하여 옮겼다는데 어떻게 적합한 곳을 찾는 건가요?
황제펭귄은 태양의 위치와 지구의 자기장 등을 이용하여 방향을 감지하고, 과거의 경험을 바탕으로 해빙의 안정성과 먹이 자원 등을 고려하여 적합한 서식지를 탐색합니다. 기후 변화로 인해 기존 서식지가 불안정해지면, 생존을 위해 본능적으로 더 안정적인 해빙을 찾아 이동하게 되는데, 이러한 이동은 여러 요인을 종합적으로 판단하여 이루어지는 것으로 추정됩니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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DNA와 RNA의 진화적 관계는 어떻게 밝혀졌나요?
DNA와 RNA의 진화적 관계는 주로 'RNA 세계 가설'을 통해 밝혀졌습니다. 이 가설은 초기 생명체에서 유전 정보를 저장하고 효소처럼 화학 반응을 촉매하는 역할을 RNA가 모두 수행했을 것이라는 내용으로, DNA가 나중에 유전 정보 저장에 특화되고 단백질이 촉매 작용을 전담하게 되면서 현재와 같은 DNA-RNA-단백질의 정보 흐름이 확립되었다고 설명합니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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DNA와 RNA 백신의 차이는 무엇인가요?
DNA 백신과 RNA 백신은 모두 유전 물질을 사용하여 면역 반응을 유도하는 백신이지만, 주입되는 유전 물질의 형태와 세포 내 작동 방식에서 차이가 있습니다. DNA 백신은 플라스미드라는 원형 DNA 형태로 항원 단백질을 만드는 유전 정보를 주입하며, 이 DNA는 세포 핵으로 들어가 mRNA를 만든 후 단백질로 발현됩니다. 반면, RNA 백신은 이미 단백질 생산 지시를 담고 있는 mRNA 형태로 유전 정보를 주입하며, 이 mRNA는 세포질에서 바로 단백질로 발현됩니다. 따라서 RNA 백신은 DNA 백신보다 더 직접적으로 단백질을 생성하여 면역 반응을 유도하며, 세포 핵으로 들어갈 필요가 없어 유전자 변형 가능성이 없다는 장점이 있지만, 보관 및 운송이 더 까다롭다는 단점이 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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RNA 바이러스는 왜 돌연변이율이 높나요?
RNA 바이러스의 돌연변이율이 높은 주된 이유는 RNA 복제 효소에 DNA 복제 효소와 같은 교정(proofreading) 기능이 없기 때문입니다. DNA 복제 시에는 오류를 수정하는 효소가 있어 복제 과정에서 발생하는 실수를 대부분 교정하지만, RNA 바이러스의 복제 효소는 이러한 기능이 없어 복제 과정에서 더 많은 오류가 발생하고, 이 오류들이 돌연변이로 이어지게 됩니다. 또한, RNA 자체가 DNA보다 화학적으로 불안정하여 돌연변이 발생 가능성이 더 높습니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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DNA 시퀀싱의 원리는 무엇인가요?
DNA 시퀀싱은 DNA를 구성하는 네 가지 염기(아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민)의 배열 순서를 결정하는 기술입니다. 이는 특정 염기에만 결합하여 DNA 사슬의 합성을 중단시키는 특수 뉴클레오타이드를 활용하거나, DNA 가닥이 나노 기공을 통과할 때 발생하는 전기적 신호 변화를 측정하는 등 다양한 방법으로 이루어집니다. DNA 시퀀싱은 유전 질환 진단, 감염병 원인균 분석, 개인 맞춤형 의약품 개발, 법의학 분야 등 광범위하게 활용됩니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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DNA 돌연변이는 어떤 방식으로 발생하나요?
DNA 돌연변이는 크게 두 가지 방식으로 발생합니다. 첫째는 DNA 복제 과정에서의 오류입니다. DNA가 복제될 때 DNA 중합효소는 주형 가닥에 상보적인 새로운 가닥을 합성하는데, 이 과정에서 염기쌍이 잘못 결합되거나(염기 치환), 염기가 빠지거나(결실), 불필요한 염기가 추가될 수 있습니다(삽입). 둘째는 외부 환경 요인에 의한 DNA 손상입니다. 자외선, 방사선, 특정 화학물질 등은 DNA 분자를 직접 손상시켜 염기 변형, 단일 가닥 또는 이중 가닥 절단 등을 일으킬 수 있으며, 이러한 손상이 제대로 복구되지 않으면 돌연변이로 이어집니다. 세포는 이러한 손상을 복구하는 다양한 시스템을 가지고 있지만, 복구 과정 자체에서 오류가 발생하거나 손상 정도가 심할 경우 돌연변이가 유발될 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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DNA가 RNA보다 유전물질로 선택되었다는 가설의 이유는 무엇인가요?
DNA가 RNA보다 주요 유전물질로 선택된 가설은 DNA의 구조적 안정성과 관련된 여러 요인에 근거합니다. 첫째, DNA는 리보오스 대신 2'-OH기가 없는 데옥시리보오스를 사용하여 화학적 안정성이 높습니다. 2'-OH기는 반응성이 높아 RNA를 쉽게 가수분해시키지만, DNA는 이 기가 없어 분해에 강합니다. 둘째, DNA는 이중 나선 구조를 가지므로 단일 가닥인 RNA보다 물리적으로 더 안정하고 외부 환경으로부터 유전 정보를 보호하는 데 유리합니다. 셋째, DNA는 우라실 대신 티민 염기를 사용하여 돌연변이 복구에 이점을 가집니다. 시토신이 탈아미노화되어 우라실로 변할 경우, DNA는 이를 비정상적인 염기로 인식하고 복구할 수 있지만, RNA는 우라실이 정상 염기이므로 이러한 복구가 어렵습니다. 이러한 이유들로 DNA는 장기적인 유전 정보 저장에 더 적합하다고 여겨집니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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mRNA, tRNA, rRNA의 기능은 각각 무엇인가요?
mRNA는 DNA의 유전 정보를 리보솜으로 전달하는 전령 역할을 하며, 단백질 합성을 위한 설계도와 같습니다. tRNA는 mRNA의 코돈에 상응하는 아미노산을 리보솜으로 운반하여 단백질 합성 과정에 필요한 재료를 공급합니다. rRNA는 리보솜의 주요 구성 성분으로, 단백질 합성 과정에서 mRNA와 tRNA를 안정적으로 결합시키고 아미노산 간의 펩타이드 결합 형성을 촉매하는 효소 역할을 수행합니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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DNA는 왜 이중 나선 구조를 가지나요?
DNA가 이중 나선 구조를 가지는 주된 이유는 유전 정보의 안정적인 보관과 정확한 복제를 위해서입니다. 두 가닥의 염기 서열이 상보적으로 결합하여 유전 정보를 안전하게 보호하고, 복제 시에는 각 가닥이 주형이 되어 정확한 복제가 가능하게 합니다. 이 구조의 장점은 유전 정보가 안정적으로 저장되고 복제 과정에서 오류 발생률을 낮출 수 있다는 것이며, 단점은 복잡한 구조로 인해 복제 과정에서 꼬임이 발생할 수 있고 이를 해결하기 위한 추가적인 효소들이 필요하다는 점입니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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