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답변 내역

식물의 PRR의 역할은 무엇이며 동물과의 차이는 무엇인가요?
식물의 패턴인식수용체(PRR)는 병원균이 공통으로 가지는 특정 분자 패턴이나 손상된 식물 세포에서 유래하는 분자를 인식하여 면역 반응을 활성화하는 역할을 합니다. 이는 식물 선천 면역의 첫 번째 방어선으로 작용하며, 병원균의 침입을 초기에 감지하여 방어 기작을 작동시킵니다. 동물과의 가장 큰 차이점은 식물은 이동성을 가진 전문 면역세포나 특정 병원체를 기억하여 대응하는 항체를 만드는 적응 면역 시스템이 없다는 점입니다. 따라서 식물은 각 세포가 독립적으로 방어하는 선천 면역에만 전적으로 의존하는 반면, 동물은 선천 면역과 함께 특정 병원체를 기억하고 표적화하여 제거하는 적응 면역 시스템을 모두 갖추고 있어 더 복합적인 방어 체계를 이룹니다.
학문 / 생물·생명
25.09.12
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식물의 전신 획득 저항성이 동물의 면역기억과 비슷하다고 할 수 있는 이유는 무엇인가요?
식물의 전신 획득 저항성이 동물의 면역기억과 유사한 이유는 병원체에 한 번 감염된 후 식물 전체가 다른 병원체의 침입에 대해 더 빠르고 강력하게 반응할 수 있는 방어 태세를 갖추게 된다는 기능적 공통점 때문입니다. 식물은 항체를 가지는 대신 첫 감염 시 생성된 살리실산과 같은 신호 물질을 체관을 통해 온몸으로 보내어, 방어 관련 유전자를 즉각 발현시킬 수 있는 일종의 준비 상태로 만들어 둡니다. 이로 인해 두 번째 감염이 발생했을 때 이미 경계 태세가 갖추어져 있어 신속하고 효율적인 방어가 가능하며, 이러한 선제적이고 전신적인 방어 능력 강화라는 결과적 측면이 동물이 특정 항원을 기억하여 재감염에 대비하는 면역기억과 본질적으로 같다고 볼 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.09.12
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특정한 식물 종이 어떠한 병원체에 대해 강한 저항성을 나타내는 것은 유전적 차이로 인한 것인가요?
특정한 식물 종이 병원체에 강한 저항성을 나타내는 것은 근본적으로 유전적 차이 때문이지만, 환경적 요인 또한 저항성 발현에 큰 영향을 미칩니다. 식물은 특정 병원체를 인식하고 방어 반응을 활성화하는 저항성 유전자를 가지고 있으며, 이 유전자의 유무와 종류가 저항성의 잠재력을 결정하는 핵심 요소입니다. 하지만 온도, 습도, 토양의 영양 상태와 같은 환경 조건은 식물의 전반적인 건강 상태와 면역 체계의 작동 효율에 영향을 주어 유전적으로 내재된 저항성이 실제로 얼마나 강하게 발현될지를 좌우할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.09.12
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식물이 살리실산, 자스몬산, 에틸렌과 같은 호르몬을 이용하여 면역 반응을 조절하는 방식은 각각 어떻게 다른가요?
식물은 살리실산, 자스몬산, 에틸렌을 사용하여 각기 다른 종류의 병원체에 대응하는 특화된 면역 체계를 활성화합니다. 살리실산은 주로 살아있는 세포에서 양분을 얻는 활물기생균에 대항하는 역할을 하며, 전신획득저항성을 유도하여 식물 전체에 방어 단백질을 발현시켜 면역력을 높입니다. 반면, 자스몬산과 에틸렌은 주로 협력하여 작용하며, 세포를 죽이고 양분을 얻는 사물기생균이나 곤충의 공격에 대응하는데, 이들 호르몬은 곤충의 소화를 방해하는 단백질 분해 효소 억제제나 독성 대사산물과 같은 방어 물질의 생산을 촉진하여 직접적인 방어 반응을 일으킵니다.
학문 / 생물·생명
25.09.12
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식물이 곰팡이나 세균과 같은 병원체가 분비하는 단백질의 인식하고 방어하는 기작은 어떻게 이루어지나요?
식물은 병원체의 효과기 단백질을 직접 인식하기보다, 이 단백질에 의해 변형된 자신의 단백질을 감지하여 방어 기작을 활성화하는 간접적인 방식을 주로 사용합니다. 이러한 기작은 가드 모델로 설명되는데, 식물의 저항성 유전자에서 발현된 R 단백질이 병원체 효과기 단백질의 표적이 되는 식물 자신의 단백질, 즉 가디를 감시하고 있습니다. 병원체 효과기가 가디 단백질에 결합하거나 변형을 일으키면, 이를 감지한 R 단백질이 구조적으로 변하면서 활성화되어 신호 전달 경로를 작동시킵니다. 이 신호는 최종적으로 감염 부위 주변 세포의 자살을 유도하는 과민성 반응과 전신 획득 저항성 같은 강력하고 광범위한 방어 반응으로 이어져 병원체의 확산을 효과적으로 차단합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.12
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유전자 변형 작물(GMO)이 농업에 주는 장단점은 무엇인가요?
유전자 변형 작물은 해충과 제초제에 대한 저항성을 갖춰 농약 사용을 줄이고 생산량을 늘려 식량 문제 해결에 기여할 수 있으며, 특정 영양소를 강화하거나 척박한 환경에서도 재배가 가능하다는 장점이 있습니다. 반면, 제초제 내성을 지닌 슈퍼 잡초의 출현이나 주변 생태계 교란 등 환경적 위험을 초래할 수 있고, 인체에 미칠 장기적인 영향에 대한 안전성 논란이 있으며, 다국적 기업의 종자 독점으로 인한 농가의 종속 심화와 유전적 다양성 감소 등의 단점이 지적됩니다.
학문 / 생물·생명
25.09.12
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글리옥시좀은 퍼옥시좀으로부터 유래한 것이라고 알고 있는데 어떠한 기능적 차이가 있나요?
글리옥시좀의 가장 핵심적인 기능적 차이는 지방을 탄수화물로 전환하는 글리옥실산 회로를 수행한다는 점입니다. 퍼옥시좀과 글리옥시좀은 모두 지방산을 분해하고 과산화수소를 제거하는 공통적인 기능을 가지지만, 글리옥시좀은 글리옥실산 회로에 필요한 핵심 효소들을 추가로 가지고 있습니다. 이 덕분에 식물이 발아할 때 저장된 지방을 분해하여 얻은 아세틸 조효소A를 설탕과 같은 탄수화물로 전환할 수 있으며, 이는 광합성을 시작하기 전인 어린 싹의 성장 에너지원으로 사용됩니다. 반면, 일반적인 퍼옥시좀은 이 전환 과정 없이 주로 광호흡이나 세포의 해독 작용에 관여합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.12
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세포소기관 관찰 시 세포를 초음파 처리하여 터트리는 이유는 무엇인가요?
세포소기관을 온전한 형태로 관찰하기 위해 초음파 처리를 사용합니다. 소듐도데실설페이트(SDS)와 같은 강력한 계면활성제는 세포막뿐만 아니라 미토콘드리아나 핵막과 같은 세포소기관의 막까지 모두 용해시키고 단백질을 변성시켜 그 구조를 파괴합니다. 반면, 초음파 처리는 물리적인 힘으로 세포막에만 선택적으로 구멍을 내거나 파괴하여 내부의 세포소기관들이 손상되지 않은 상태로 빠져나오게 할 수 있으므로, 이후에 특정 소기관을 분리하여 관찰하는 실험에 적합합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.12
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아기들이 우는걸 연구한다는 뉴스를 본적이 있습니다.
인공지능을 활용하여 아기의 울음소리나 동물의 소리를 해석하려는 연구는 실제로 진행되고 있으며, 일부는 이미 상용화 단계에 이르렀습니다. 이러한 기술은 방대한 양의 소리 데이터를 패턴으로 학습한 인공지능이 소리에 담긴 감정이나 상태, 예를 들어 배고픔, 통증, 기쁨 등을 구분하는 원리로 작동하며, 인간보다 빠르고 객관적인 분석이 가능합니다. 미래에 종간의 의사소통이 정교해진다면 각 동물의 생태나 행동에 대한 깊은 이해가 가능해져 지금까지 풀지 못했던 생물학적 수수께끼들을 해결하는 데 중요한 단서를 제공할 수 있을 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.09.12
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삼투압에 따른 수액의 종류와 투여 목적!
수액은 삼투압에 따라 저장액, 등장액, 고장액으로 나뉘며 각각의 특성에 따라 투여 목적이 다릅니다. 저장액은 혈액보다 삼투압이 낮아 세포 내로 수분을 이동시켜 세포 내 탈수를 교정하는 데 사용되고, 등장액은 혈액과 삼투압이 같아 혈관 내 용적을 늘려 쇼크나 탈수증 치료에 주로 사용됩니다. 고장액은 혈액보다 삼투압이 높아 혈관 내로 수분을 끌어들여 뇌부종이나 심한 저나트륨혈증 치료에 사용됩니다.
학문 / 생물·생명
25.09.11
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