답변 내역

유전자 발현은 우리 몸 안에 담긴 유전 정보인 DNA가 특정 단백질을 만들어내는 과정입니다. 이 단백질들은 우리 몸의 모든 기능을 수행하는 데 필수적인 역할을 하죠.그리고 유전자 조절은 이러한 발현 과정을 조절하여 필요한 시기에, 필요한 양만큼의 단백질이 만들어지도록 하는 과정입니다. 모든 유전자가 항상 활발하게 작동하는 것이 아니라, 세포의 종류, 환경, 발달 단계 등에 따라 다르게 조절되는 것입니다.유전자 발현 과정은 전사, 번역을 거치게 됩니다.전사는 DNA의 특정 부분이 RNA라는 분자로 복사됩니다. 이 RNA를 메신저 RNA(mRNA)라고 합니다.그리고 번역은 mRNA의 정보를 바탕으로 리보솜이라는 세포 소기관에서 아미노산이 연결되어 단백질이 합성하는 과정입니다.유전자 조절은 크게 전사 단계와 전사 후 단계에서 이루어집니다.전사 인자는 DNA에 특정 부위에 결합하여 전사를 촉진하거나 억제하는 단백질이며 후성유전학적 조절이란 DNA에 메틸기 등이 붙어 유전자 발현을 조절하는 현상입니다. DNA가 감겨 있는 단백질 복합체의 구조가 변화하여 접근성이 달라지면서 전사가 조절됩니다.

페스트의 초기 증상은 감염된 부위와 감염 형태에 따라 다소 차이가 있습니다.선페스트의 경우 림프절이 부어오르고 통증이 심하며, 고열, 오한, 두통, 근육통 등이 나타납니다. 감염된 림프절 부위에 붉고 단단한 혹이 만져지기도 합니다.폐페스트는 급격한 고열, 오한, 기침, 가래, 호흡곤란 등 폐렴과 유사한 증상이 나타납니다.패혈증형 페스트의 경우 고열, 오한, 두통, 근육통과 함께 구역, 구토, 설사 등 소화기 증상이 나타날 수 있으며, 피부에 출혈 반점이 생기기도 합니다.그러나 대부분의 페스트는 초기에는 감기나 독감과 비슷한 증상을 보일 수 있어 정확한 진단이 어려울 수 있습니다.

단백질 접힘은 아미노산이 길게 연결된 폴리펩타이드 사슬이 특정한 3차원 구조를 형성하여 기능을 수행할 수 있도록 하는 생물학적 과정으로 정확한 순서대로 접혀야 제대로 기능을 할 수 있습니다.단백질 접힘이 잘못되면 단백질이 정상적인 기능을 수행하지 못하게 되고, 이는 다양한 질병을 유발할 수 있으며 이러한 잘못 접힌 단백질을 프리온이라고 부르기도 합니다.단백질 접힘 오류로 인한 질병은 여러가지로 나타날 수 있습니다.신경퇴행성 질환으로는 알츠하이머병, 파킨슨병 등이 대표적인 예입니다. 잘못 접힌 단백질이 뇌에 축적되어 신경세포를 손상시키고, 기억력 감퇴, 운동 기능 저하 등을 야기하죠.또 앞서 말씀드린 프리온 질환으로는 광우병, 크로이츠펠트-야콥병 등이 있습니다. 잘못 접힌 프리온 단백질이 정상적인 단백질을 변형시켜 감염성을 띠게 되고, 중추신경계에 치명적인 손상을 입힙니다.또 일부 암도 잘못 접힌 단백질이 세포의 성장과 분열을 조절하는 신호 전달 체계를 혼란시켜 발생하기도 합니다.그 외에도 당뇨병이나 낭포성 섬유증 등 다양한 질환에서 잘못 접힌 단백질이 발견됩니다.

IPTG 유도와 Auto-induction은 모두 단백질 발현을 유도하는 방법이지만, 각각의 장단점과 적용되는 상황이 다릅니다. 그렇게 때문에 어떤 방법이 더 나은 단백질 수율을 가져다줄지는 여러 요인에 따라 달라지므로, 단정적으로 말하기 어렵습니다.IPTG 유도IPTG는 LacI 단백질의 작용을 억제하여 T7 프로모터 하에서 목표 단백질의 발현을 유도합니다.장점이라면 정확한 발현 시점 조절: IPTG를 첨가하는 시점을 정확히 조절하여 발현을 시작할 수 있고 IPTG 농도, 배양 시간 등을 조절하여 최적의 발현 조건을 찾을 수 있습니다.단점이라면 IPTG를 첨가하는 과정에서 오염의 가능성이 있습니다. 또 IPTG 첨가 후 목표 단백질이 충분히 발현될 때까지 시간이 걸립니다.Auto-induction배지에 포도당, 락토오스, 글루코스 등의 탄소원을 혼합하여 세포의 생장 단계에 따라 자동으로 유도가 일어나도록 하는 방법입니다.장점이라면 별도의 유도 물질 첨가 없이 자동으로 발현이 이루어지고 적절한 배지 조성을 선택하면 IPTG 유도보다 더 높은 수율을 얻을 수 있습니다.단점이라면 배지 조성, 균주, 목표 단백질의 특성에 따라 최적의 조건을 찾기가 어렵고 발현 시점을 정확히 조절하기 어렵습니다.

1번의 정답은 이온의 확산이 아닌, 전위차에 의한 전기적 신호 전달입니다.신경세포가 자극을 받으면 나트륨 채널이 열리고, 세포 밖의 높은 농도의 나트륨 이온이 세포 안으로 빠르게 유입됩니다. 이로 인해 세포 내부가 잠깐 동안 양전하를 띠게 되면서 활동전위가 발생합니다.그리고 이런 나트륨 이온의 유입으로 인해 세포막 안팎에 전위차가 발생합니다. 이 전위차는 인접한 부위의 막에도 영향을 미쳐 새로운 활동전위를 유발합니다.축삭돌기는 마치 도선과 같이 이 전위차를 따라 전기적 신호가 전달되는 것입니다. 즉, 나트륨 이온 자체가 이동하여 신호를 전달하는 것이 아니라, 나트륨 이온의 이동으로 인해 발생한 전기적 신호가 축삭돌기 전체를 따라 전달되는 것입니다.따라서, 나트륨 이온은 전기적 신호 전달의 시작을 알리는 역할을 하지만, 신호 자체가 이온의 확산에 의해 전달되는 것은 아닙니다.2번의 도약전도는 축삭돌기가 마이엘린 수초로 둘러싸여 있을 때 발생하는 현상입니다. 마이엘린 수초는 지방 성분으로, 축삭돌기를 감싸면서 절연체 역할을 합니다.마이엘린 수초는 축삭돌기의 일부분만 감싸고 있어, 감싸지 않은 부분을 '랑비에르 결절'이라고 합니다. 랑비에르 결절에서만 이온 채널이 밀집되어 있어 활동전위가 발생할 수 있습니다.그리고 활동전위는 랑비에르 결절에서만 발생하고, 마이엘린 수초 부분은 도약하듯이 건너뛰며 다음 랑비에르 결절로 이동합니다. 이러한 현상을 도약전도라고 합니다.도약전도는 신경 신호 전달 속도를 빠르게 하고 에너지 소모를 줄이는 효과가 있습니다. 마치 구리선에 고무를 감아 절연시키면 전기 신호가 더 효율적으로 전달되는 것과 비슷한 원리입니다.따라서, 도약전도는 마이엘린 수초가 절연체 역할을 하여 활동전위가 랑비에르 결절에서만 발생하고, 이로 인해 신호 전달 속도가 빨라지는 현상입니다.

물속에서 사냥하는 식물이라고 하면 가장 먼저 떠오르는 식물은 통발입니다.통발은 물고기를 그 통발이 아니라, 주로 물속에 살면서 작은 수생 동물들을 잡아먹는 식충식물을 말합니다.통발은 잎에 변형된 주머니 모양의 덫을 가지고 있습니다. 이 덫 안에는 미세한 털들이 많이 나 있어서 작은 물고기나 곤충들이 이 털을 건드리면 덫이 순식간에 닫히면서 먹이를 가두게 되죠.하지만 통발이 대표적인 수생 식충식물이기는 하지만 다큐멘터리에서 보신 식물이 통발이 아닐 수도 있습니다. 다른 종류의 식충식물 중에서도 물속이나 습지에서 살면서 작은 곤충이나 동물을 잡아먹는 종류가 있을 수 있기 때문입니다.

단정적으로 말하기는 어렵습니다.곤충들은 일반적으로 생존력이 강하고 환경 변화에 대한 적응력이 뛰어납니다. 짧은 생존 주기와 빠른 번식 속도는 급격한 환경 변화에 빠르게 대응할 수 있죠. 반면, 인간은 사회적, 기술적인 시스템에 의존하고 있어 급격한 변화에 대한 적응이 더 어려울 수 있습니다.또 곤충들은 지구상에서 가장 다양한 생물 종 중 하나로 다양한 환경에 적응한 다양한 종들이 존재하기 때문에 일부 종이 멸종하더라도 전체 생태계가 붕괴될 가능성은 낮습니다.그러나 인간은 지능과 기술을 바탕으로 환경 문제를 해결하고 새로운 환경에 적응할 수 있는데, 농업 기술 개발, 식량 생산 시스템 변화, 새로운 에너지원 개발 등을 통해 생존을 위한 길을 모색할 수도 있죠.결론적으로, 인간과 곤충 모두 생존을 위해 치열하게 경쟁할 가능성이 높습니다. 하지만 기후 변화가 계속된다면 인류는 식량 부족, 질병, 자원 고갈 등으로 어려움을 겪을 가능성이 높고, 곤충들은 인간보다 더 빠르게 환경 변화에 적응할 수 있어 곤충이 살아남을 가능성이 더 높을 수 있습니다.

웨스턴 블랏 실험에서 blocking 후 membrane washing에 사용되는 버퍼로 TBS(Tris-Buffered Saline) 또는 PBS-T (Phosphate-Buffered Saline with Tween-20)가 주로 사용됩니다. 두 버퍼 모두 특정 이온 세기와 pH를 유지하여 항체와 단백질의 상호작용을 최적화하고, Tween-20은 비특이적인 결합을 방지하는 역할을 합니다.각 버퍼 사용 시 효율 차이를 물어보셨는데, 일반적으로 두 버퍼 모두 웨스턴 블랏 실험에 효과적으로 사용될 수 있습니다. 즉, 특정 버퍼가 항상 다른 버퍼보다 월등히 효율적이라고 단정해서 답변드리긴 어렵습니다. 왜냐하면 실험 조건 및 항체 종류에 따라 효율이 달라질 수 있기 때문이죠.예를 들어, 특정 항체는 TBS 버퍼에서 더 잘 작용할 수도 있고, 다른 항체는 PBS-T 버퍼에서 더 좋은 결과를 보일 수도 있습니다. 즉, 버퍼의 구성 성분(염 농도, pH 등)에 따라서도 결과가 달라질 수 있습니다.그래서 효과적인 버퍼를 고른다면 먼저, 해당 항체에 대한 권장 버퍼를 확인하는 것이 좋습니다. 보통 제조사에서 해당 항체에 최적화된 버퍼 조건을 제시하는 경우가 많죠.하지만 만약 제조사의 권장 버퍼가 없다면, 일반적으로 PBS-T가 더 많이 사용하는 편인데, PBS-T가 다양한 종류의 항체와 단백질에 대해 비교적 안정적인 결과를 보여주기 때문이죠.

우선 예상은 하시겠지만 정확한 답을 알기 어렵습니다.그 이유는 서식지가 다양하기 때문에 정확한 개체수를 파악하기가 어렵고 많은 개미와 바퀴벌레는 땅속이나 건물 내부 등 사람의 눈에 잘 띄지 않는 곳에서 살아가기 때문에 실제 개체수는 우리가 관찰하는 것보다 훨씬 많을 수 있습니다. 게다가 개미와 바퀴벌레는 각각 매우 다양한 종으로 이루어져 있으며, 종마다 서식 환경과 개체수가 다릅니다.그래도 전체 개체수를 비교하기는 어렵지만, 단위 면적당 개체수를 비교한다면 개미가 더 많을 가능성이 높습니다.왜냐하면 개미는 매우 조직적인 사회를 이루고 살아가며, 한 개미집에 사는 개미의 수가 바퀴벌레 대비 매우 많기 때문입니다.

조개껍데기가 빛나는 이유는 조개껍데기의 구조와 성분 덕분입니다.조개껍데기의 내부는 미세한 층으로 이루어져 있는데, 이 층들이 프리즘 역할을 합니다. 그래서 빛이 조개껍데기에 들어오면 이 층들을 통과하면서 여러 방향으로 굴절되고 분산되어 여러가지 색깔을 만들어냅니다. 또한 조개껍데기를 비추는 빛의 각도에 따라 반사되는 빛의 색깔이 달라지기 때문에, 조개껍데기는 보는 각도에 따라 다양한 색상이 나타는 것입니다.그리고 조개껍데기의 내면을 덮고 있는 진주층은 아라고나이트라는 광물질로 이루어져 있는데, 아라고나이트는 얇은 판상 결정으로 구성되어 있어 빛을 반사하고 굴절시키는 능력이 뛰어납니다. 그래서 진주층의 미세한 판상 결정들이 빛을 여러 방향으로 산란시키면서 무지개빛 광채를 만들어내는 것입니다.물론 일부 조개껍데기에는 색소가 함유되어 있어 더욱 다양한 색깔을 보이기도 하는데, 이러한 색소는 조개가 서식하는 환경이나 종류에 따라 다르게 나타납니다.