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동물세포에서 글리세롤로 당을 합성할 수 있는 원리는 무엇인가요?
동물세포는 지방산의 대사 경로가 아세틸-CoA를 통해 이루어지기 때문에 지방산을 당으로 바꿀 수 없습니다.반면 지방 분해 시 나오는 글리세롤은 포도당신생합성 경로에 직접 들어갈 수 있기 때문에 당 합성이 가능한 것입니다.지방 분해로 생성된 글리세롤은 글리세롤 키나아제 효소에 의해 인산화되어 글리세롤-3-인산이 됩니다. 이 효소는 간과 신장에 주로 많기 때문에 이 장기에서 포도당신생합성이 주로 일어납니다.그리고 글리세롤-3-인산은 글리세롤-3-인산 탈수소효소에 의해 다이하이드록시아세톤 인산(DHAP)으로 전환됩니다.이 DHAP가 해당과정의 중간 산물이자 포도당신생합성의 중간 산물이므로, 해당경로의 역반응을 통해 포도당으로 합성될 수 있는 것입니다.간단히 요약하면, 지방산은 당으로 전환될 수 없는 비가역적인 대사 경로를 거치는 반면, 글리세롤은 포도당신생합성 경로의 중간 물질로 직접 진입할 수 있기 때문에 당으로 합성될 수 있는 것이죠.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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DNP가 세포호흡을 억제하는 원리는 무엇인가요?
DNP는 미토콘드리아 내막의 양성자 구배를 파괴하여 세포호흡을 억제합니다.보통, 전자전달계는 NADH와 FADH12의 전자를 전달하면서 발생한 에너지로 미토콘드리아 기질의 H+를 막 사이 공간으로 이동시켜 농도 구배를 형성합니다. 이 H+ 구배의 에너지는 ATP 합성 효소를 통해 ATP를 만드는 데 사용되죠.그러나 DNP는 이 과정을 짝풀림시킵니다.DNP는 지질친화성 분자로, 미토콘드리아 내막을 자유롭게 통과하며 막 사이 공간의 H+를 기질로 다시 유입시킵니다. 그 때문에 ATP 합성 효소를 거치지 않고 H+가 이동하게 되므로, H+ 구배가 사라지게 되고 결과적으로 ATP 합성이 급격히 줄어들고, ATP를 만드는 데 사용되어야 할 에너지는 열로 방출되는 것입니다.이러한 원리로 DNP는 세포호흡을 억제하고, 과도한 열 발생으로 인해 인체에 치명적일 수 있죠.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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세포호흡 시 NADH가 FADH2보다 더 많은 ATP를 생성하는 원리는 무엇인가요?
NADH가 FADH2보다 더 많은 ATP를 생성할 수 있는 것은 전자전달계에 전자를 전달하는 지점이 다르기 때문입니다.NADH는 미토콘드리아 내막의 전자전달계 복합체 1에 전자를 전달합니다. 이 전자는 복합체 1, 3, 6을 순서대로 거치면서 에너지를 방출하고, 이 에너지를 이용해 3개의 양성자 펌프가 미토콘드리아 기질에서 막간 공간으로 양성자를 능동 수송합니다.반면 FADH2는 복합체 1을 건너뛰고 복합체 2에 전자를 전달합니다. 따라서 전자가 복합체 3과 4만을 거치게 되어, NADH와 달리 복합체 1에서는 양성자를 펌프질하지 않습니다. 결과적으로 2개의 양성자 펌프만 작동하게 됩니다.ATP는 양성자의 농도 기울기를 이용해 ATP 합성효소에서 만들어집니다.NADH의 전자는 3개의 양성자 펌프를 작동시켜 더 많은 양성자 기울기를 형성하는 반면, FADH2의 전자는 2개의 양성자 펌프만 작동시키므로 NADH보다 적은 양성자 기울기를 형성합니다.그래서 더 높은 양성자 기울기는 ATP 합성효소를 더 많이 작동시켜 더 많은 ATP를 생성하는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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생명체 내에서 광학 이성질체가 구분되는 것이 중요한 이유는 무엇인가요?
체내의 효소 특이성 때문입니다.간단하게 비유하자면 효소는 자물쇠와 열쇠처럼 특정한 모양을 가진 기질에만 결합하여 작용합니다.광학 이성질체는 같은 원자와 결합을 가졌지만 공간상의 배열이 거울상 관계에 있기 때문에, 효소의 활성 부위에 한쪽 이성질체만 정확하게 들어맞습니다.예를 들어, 생명체는 보통 D-글루코스를 에너지원으로 사용하지만, L-글루코스는 거의 활용하지 못합니다. 이는 D-글루코스 분자만이 글루코스 대사에 관여하는 효소의 활성 부위에 정확히 결합하여 반응을 일으킬 수 있기 때문입니다.참고로 이러한 광학 이성질체의 특이성은 의약품 개발에도 중요한 영향을 미칩니다.약물 역시 생체 내의 특정 수용체나 효소에 결합하여 효과를 나타내는데, 한쪽 이성질체는 약효가 있는 반면 다른 쪽 이성질체는 효과가 없거나 심지어 독성을 나타낼 수도 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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식물이 빛을 향한 굴광성은 어떤 원리로 나타나나요?
식물 호른인 옥신의 불균형 분포로 인해 나타나는 현상입니다.옥신은 식물의 줄기 끝 생장점에서 만들어져 세포의 길이를 늘리는 역할을 합니다. 그런데 빛이 한쪽에서 비추면 옥신은 빛이 비추는 쪽의 반대편, 즉 그늘진 쪽으로 이동합니다.이렇게 되면 그늘진 쪽의 옥신 농도가 높아지고, 빛을 받는 쪽은 상대적으로 옥신 농도가 낮아집니다. 줄기에서 옥신은 세포가 길어지도록 만들기 때문에, 옥신 농도가 높은 그늘진 쪽의 세포가 더 빠르게 길어지게 됩니다. 반면, 빛을 받는 쪽의 세포는 상대적으로 천천히 자랍니다.결과적으로 그늘진 쪽이 더 길게 자라면서 식물의 줄기가 빛이 있는 쪽으로 굽어지게 되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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듣는것만 해도 왜이리 지치는것인지 궁금합니다
결론부터 말씀드리면 소리를 듣기 위해 뇌는 끊임없이 활동하고 있기 때문입니다.상대방의 말을 이해하고, 내용을 분석하며, 다음 내용을 예측하는 등 인지적 노력이 계속되며 뇌가 많은 에너지를 소모하게 됩니다. 또한 상대방의 감정에 공감하고 적절하게 반응하려 애쓰는 감정 노동도 피로의 주된 원인이 됩니다.더군다나 대화에서 발언권이 없다는 무력감, 그리고 자신의 생각이나 감정을 표현하지 못하는 것 또한 심리적 스트레스를 유발하기 때문에 듣기만 하는 상황은 정신적, 감정적, 심지어 신체적으로도 피로를 쌓이게 만들며, 심한 경우에는 탈진 상태에 이르게 할 수도 있죠.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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무향실에 가게 되면 사람이 공황이오거나 소리를 듣게 느껴지나요
무향실에서 공포나 공황이 오는 것은 감각 박탈 때문입니다.인간의 뇌는 끊임없이 소리 자극을 통해 주변 환경을 인지하고 안정감을 얻는데, 무향실은 이 감각을 극단적으로 차단합니다. 이로 인해 뇌는 혼란과 불안을 느끼게 되고, 익숙하지 않은 상황에 대한 통제 불능 상태가 공포나 공황으로 이어지는 것입니다.또한, 아무 소리도 없는데 소리를 듣는 듯한 착각을 하는 것은 뇌가 소리를 극도로 원하기 때문입니다. 외부 소음이 사라지면 뇌는 스스로 소리를 만들어내려 하는데, 이때 자신의 신체 내부 소리 즉, 심장 박동 소리나 혈류 소리 등이 평소보다 크게 들리거나, 환청 또는 이명 현상을 경험하게 됩니다. 이러한 현상은 뇌가 정상적인 청각 자극이 없는 상태에서 내부적인 신경 활동을 마치 외부 소리처럼 인식하여 나타나는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.23
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대나무는 왜 생애 단 한 번만 꽃을 피우는 건가요?
나름의 생존 확율을 높이기 위한 집단 개화로 추정하고 있습니다.말씀하신대로 대나무는 종류에 따라 다르긴 하지만, 짧게는 수십 년에서 길게는 100년 이상까지 매우 긴 주기로 꽃을 피웁니다. 이때 한 지역에 있는 같은 종의 모든 대나무가 일제히 꽃을 피우고 열매를 맺은 뒤, 대부분의 개체가 죽습니다. 이러한 현상을 일괄 개화 또는 동기화 개화라고도 부릅니다.하지만 사실 이러한 현상이 왜 나타나지 정확한 이유는 알지 못하고, 여러 가설이 있습니다.첫번째는 대표적인 가설은 포식자 회피 가설입니다.대나무 씨앗은 동물들에게 좋은 먹이가 되는데, 만약 대나무가 매년 조금씩 꽃을 피운다면, 씨앗을 먹고 사는 포식자들의 개체 수가 증가해 다음 해에도 계속 씨앗을 노릴 겁니다. 하지만 수십 년에 한 번씩 한꺼번에 엄청난 양의 씨앗을 쏟아내면, 포식자들이 모든 씨앗을 다 먹을 수 없게 되고, 결국 일부 씨앗은 살아남아 번식할 수 있습니다.두번째는 대표적인 것 양분 집중 가설입니다.대나무는 꽃을 피우고 씨앗을 만드는 과정에 엄청난 양의 에너지를 소모하는데, 이는 평생 모은 양분을 모두 쏟아붓는 것과 같습니다. 이 때문에 번식을 마친 대나무는 생명력을 잃고 죽게 되는 것입니다. 일생에 한 번만 꽃을 피움으로써 종족 번식에 모든 것을 거는 전략이라고 볼 수 있습니다.그 외에도 여러 가설이 있지만, 이러한 번식 방법은 대나무가 오랜 시간 동안 특정 환경에서 살아남기 위해 진화시켜 온 고유한 생존 전략이라 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.22
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동물 울음짖는소리에대해궁금합니다.
북극곰이 갑작스럽게 소리를 지르는 것처럼 보이지만, 분명한 이유가 있는 행동입니다.야생동물, 특히 포식자에게는 모든 행동이 생존과 직결되기 때문에 의미 없는 행동은 거의 없습니다.북극곰이 갑자기 달려드는 척하며 강하게 울음소리를 낸 행동은 크게 경고를 하거나 방어를 위한 행동이거나, 스트레스의 표현일 수 있습니다. 물론 영상을 봐야지만 그 사정을 좀 더 잘 알 수 있겠지만, 북극곰 입장에서는 경고하거나 자신을 보호하려는 분명한 이유가 있는 행동입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.22
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무리를 형성하는 수컷 동물은 부성애가 존재하나요?
결론적으로 명확히 단정하기는 어렵지만, 말씀하신 늑대나 고릴라, 사자 등 무리를 이루는 동물들의 수컷은 자신의 새끼에게 부성애를 보이는 경우가 많습니다.무리의 구성원으로서의 유대와는 별개로, 직접적인 육아는 물론 특별하게 보호를 하는 등의 부성애를 드러내는 행동들이 자주 관찰됩니다.
학문 / 생물·생명
25.08.22
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