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답변 내역

DNA만을 순수 분리하고자 할 때 알칼리 분해법을 사용할 수 있는 이유는 무엇인가요?
결론부터 말씀드리면 RNA는 알칼리 조건에서 쉽게 분해되지만, DNA는 상대적으로 안정하기 때문입니다.그리고 이 차이는 두 핵산의 화학 구조 때문입니다.RNA는 리보오스라는 당을 가지고 있으며, 이 당의 2' 위치에 히드록실기(-OH)가 존재합니다. 이 히드록실기는 알칼리 환경에서 인접한 인산다이에스터 결합을 공격하여 RNA 가닥을 여러 조각으로 절단합니다.반면, DNA의 당인 디옥시리보오스는 2' 위치에 히드록실기가 없고 수소(-H)만 존재합니다. 이로 인해 알칼리가 공격할 수 있는 표적이 없어 DNA의 인산다이에스터 결합은 안정적으로 유지되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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DNA가 음성초나선일 때 안정화되는 원리는 무엇인가요?
위상 이성질화 효소2는 ATP 가수분해를 통해 에너지를 얻어 DNA 이중나선의 한쪽 가닥을 절단하고 다른 가닥을 그 절단 부위 사이로 통과시켜 다시 연결하는 방식으로 작용합니다. 이 과정은 음성 초나선을 유도하며, DNA의 꼬임 수를 줄이는 효과를 냅니다.그리고 DNA 자이라아제는 ATP를 사용하여 DNA에 에너지를 주입하고, 이 에너지는 DNA가 더 안정적인 초나선 구조로 변형되도록 유도함으로써 장력을 해소하고 DNA를 응축시켜 안정화시키는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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DNA 전기영동 시에 초나선일 수록 전기영동이 잘 되는 이유는 무엇인가요?
결론부터 말씀드리면 분자량 대비 부피가 작아 겔 매트릭스를 통과하기 쉽기 때문입니다.DNA 전기영동은 DNA 분자를 크기와 모양에 따라 분리하는 기술입니다.그리고 DNA는 인산기 때문에 음전하를 띠므로, 전기장 내에서 양극을 향해 이동합니다. 이때, DNA 분자가 겔의 미세한 구멍을 통과하는 속도는 분자의 크기와 모양에 따라 달라지게 되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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일반적으로 디엔에이가 단백질로 발현되기까지의 흐름을 분자 생물학적 중심 원리라고 하는데 이에 반하는 예시가 있을까요?
'레트로바이러스'가 대표적인 예라고 할 수 있습니다.레트로바이러스는 유전 물질로 RNA를 갖고 있어, 숙주 세포에 침투한 뒤 역전사 효소를 이용하여 자신의 RNA를 DNA로 전환합니다. 이렇게 만들어진 DNA는 숙주 세포의 DNA에 삽입되어 마치 숙주 자신의 유전자인 것처럼 복제되고 단백질을 합성하는 데 이용되죠.참고로 이런 대표적인 레트로바이러스로는 에이즈를 유발하는 HIV가 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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전사과정에서 왜 RNA에는 티민 대신에 우라실이 들어가나요?
결론부터 말씀드리면 화학적 효율성과 안정성 때문입니다.RNA에 우라실이 사용되는 가장 중요한 이유는 시토신의 자발적 탈아미노화 때문입니다. 시토신은 자연적으로 탈아미노화되어 우라실로 변하게 되는데, 만약 DNA가 티민 대신 우라실을 가지고 있다면, 시토신이 우라실로 변질되었을 때 DNA 복구 시스템이 정상적인 우라실과 변질된 우라실을 구분하기 어렵게 됩니다. 그래서 유전 정보의 오류가 제대로 수정하지 못할 위험이 있습니다. 그러나 DNA는 티민을 하기 때문에 시토신의 변질로 생긴 우라실을 제거할 수 있습니다.반면, RNA는 단기적인 유전 정보 운반체로서 상대적으로 수명이 짧기 때문에 시토신의 변질로 인한 오류가 DNA만큼 치명적이지 않습니다.게다가 우라실은 티민보다 합성 과정이 더 간단합니다. 티민은 우라실에 메틸기가 추가된 구조인데, 이 메틸기를 추가하는 데에 효소와 에너지가 필요합니다. RNA는 수시로 만들어지고 분해되기 때문에 더 간단한 구조인 우라실을 사용함으로써 에너지를 아낄 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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카로티노이드 색소가 활성산소를 제거해주는 원리는 무엇인가요?
카로티노이드는 불포화결합이 많은 긴 탄화수소 사슬을 가지고 있어 전자를 쉽게 내줄 수 있는 구조입니다.이 구조 덕분에 활성산소의 불안정한 전자를 받아 활성산소를 안정화시키는 것입니다.다시 말해 카로티노이드는 산소와 반응하여 산화되는 성질이 강한 물질로, 스스로 산화되면서 다른 분자의 산화를 막아주는 항산화제 역할을 하는 것이죠. 특히 활성산소는 불안정한 홀전자를 가져 주변 물질의 전자를 빼앗아 산화시키려는 경향이 강합니다. 카로티노이드는 공명 구조를 형성하는 이중 결합이 많아 활성산소의 홀전자를 받아들이고, 자신은 활성산소로 변한 후에도 전자가 안정적으로 분산되어 구조적으로 안정하게 유지하는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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곤충중에 수명이 가장 큰 건 무엇일까요?
보통 가장 오래 사는 곤충이라면 딱정벌레류입니다.1962년에 캐나다의 한 곤충학자가 조사한 바에 따르면, 나무에 구멍을 내는 딱정벌레종류의 곤충이 애벌레 상태로 51년을 살다가 성충이 된 사례가 기록되어 있습니다.이처럼 곤충의 수명은 애벌레나 유충 기간이 상당히 긴 편인데, 이 기간은 환경에 따라 크게 달라질 수 있습니다.그 외에도 땅속에서 17년을 보내는 매미나, 흰개미 등도 수명이 긴 곤충에 속합니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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나비의 수명은 보통 얼마나될까요??
나비의 수명은 종에 따라 많이 다릅니다.하지만, 보통 알에서 애벌레, 번데기, 성충의 네 단계를 거칩니다.알에서 깨어난 애벌레는 몇 주에서 몇 달 동안 먹이를 먹으며 성장하고, 번데기 상태로 변태 과정을 거칩니다. 번데기 기간은 보통 10~15일 정도입니다.하지만, 우리가 흔히 보는 성충 나비의 수명은 대부분 20일 내외로 짧습니다. 그래도 일부 나비 종은 성충 상태로 겨울을 나는 경우가 있어 수명이 6개월에서 1년까지 이어지기도 하죠.따라서 나비의 모든 생애주기를 합한 수명이라면 짧게는 몇 주에서 길게는 1년 이상으로 다양한 편입니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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천연두에 대해서 자세히 알려주세요!
질문이 많아서...하나씩 답을 드리겠습니다.천연두는 천연두 바이러스에 의해 발생하는 전염성 질환입니다. 이 바이러스는 동물에게서 발견되지 않고, 오직 인간에게만 감염을 일으키는 것으로 알려져 있습니다.천연두 바이러스에 노출된 후 증상이 나타나기까지는 7~17일의 잠복기가 있습니다. 이 기간 동안은 전염성이 없습니다. 잠복기가 끝나면 초기에는 고열과 극심한 피로, 두통, 요통, 구토 등이 나타나 독감과 유사한 증상을 보이며, 이 시기에 환자는 전염성이 매우 강해집니다. 초기 증상이 나타난 지 2~4일 후, 얼굴과 팔다리부터 시작해 전신으로 퍼지는 특징적인 발진이 나타나는데, 처음에는 작고 붉은 반점으로 시작해 점점 커지면서 단단한 혹으로 변하고, 혹에 고름이 차고, 2주 정도가 지나면 딱지가 지고 떨어지며 특징적인 흉터가 생기게 됩니다.아이러니하게도 특별한 치료제가 없었습니다. 다만, 인두법 등을 이용하여 면역력을 얻어 예방하는 방식이 되었죠. 물론 일부 항바이러스제가 치료제로 가능성을 보였지만, 천연두가 박멸되면서 실제로 사용된 사례는 드뭅니다.중세 시대에 유라시아 대륙인들은 천연두를 비롯한 다양한 전염병에 시달렸지만, 아메리카와 아프리카 대륙의 원주민들은 그렇지 않았습니다. 유라시아 대륙은 오랜 기간 동안 인구가 밀집되어 있었고, 다양한 동물들을 가축화하며 함께 살았는데, 이 과정에서 동물의 바이러스가 사람에게 전이되거나, 여러 지역 간의 활발한 교류를 통해 질병이 끊임없이 돌았고, 이는 사람들에게 자연적인 면역력을 형성하게 된 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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우리나라 DNA 복제 기술은 어느 수준인가요?
황우석 박사 사건 이후 미디어를 통한 발표는 매우 조심스럽고 외부 활동을 하지 않고 있지만, 현재 우리나라의 DNA 복제 기술은 세계 최고 수준으로 평가 받고 있습니다.특히, 줄기세포 연구와 유전자 편집 기술 분야가 뛰어난 편인데, 배아줄기세포와 유도만능줄기세포(iPSC) 연구에서는 손에 꼽힐 정도의 수준이며 난치병 치료제 개발과 같은 임상 적용 분야에서 상당한 수준에 올라 있습니다. 또한 CRISPR-Cas9과 같은 유전자 가위 기술을 활용한 연구도 활발히 진행되고 있으며 동물 복제 기술 또한 다른 국가에 비해 높은 수준에 올라 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.09.08
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