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답변 내역

세포 내에서 칼슘 이온이 이차신호 전달자로 작용할 수 있는 원리는 무엇인가요?
세포 내 칼슘 이온이 이차신호 전달자로 작용하는 원리는 세포 내 농도 변화를 이용하는 것입니다.평상시 세포는 칼슘 펌프를 이용해 세포질 내 칼륨 이온 농도를 매우 낮게 유지합니다.하지만 외부 신호가 들어오면 소포체에 저장된 칼륨 이온의 방출이 촉진되는데, 이로 인해 세포질 내 칼륨 이온 농도가 급격히 증가하고, 이 변화는 칼모듈린 같은 특정 단백질에 결합하여 그 구조와 활성을 변화시킵니다.활성화된 단백질은 근육 수축이나 효소 활성 조절, 유전자 발현 등 다양한 세포 반응을 유발하며 신호 전달을 하게 됩니다. 그리고 신호가 끝나면 칼슘 펌프가 다시 작동하여 칼룸 이온 이온을 원래의 낮은 농도로 되돌립니다.따라서, 칼슘 이온은 저농도와 고농도 상태를 오가며 특정 단백질의 스위치 역할을 하는 셈이죠.
학문 / 생물·생명
25.08.19
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소나 양과 같은 초식동물이 되새김질 하는 이유는 무엇인가요?
말씀하신대로 먹이를 소화하기 위해서입니다.소나 양 등 초식동물의 주식인 풀은 셀룰로오스라는 섬유질 성분이 대부분입니다. 이 셀룰로오스는 대부분의 동물이 분해하는 효소가 없어서 소화시킬 수 없습니다. 하지만 소와 같은 반추동물은 위가 여러 개로 나뉘어 있고, 이 중 첫 번째 위인 혹위에 셀룰로오스를 분해하는 미생물들이 살고 있습니다.되새김질은 이 미생물들이 셀룰로오스를 효율적으로 분해할 수 있도록 돕는 과정인 것입니다.초식동물은 처음에는 먹이를 대충 씹어 삼키는데, 삼킨 풀은 혹위에 저장됩니다. 혹위에 저장된 풀은 미생물들에 의해 발효되면서 부드러워집니다.그럼 어느 정도 소화가 진행된 풀 덩어리를 다시 입으로 게워내어 여러 번 다시 씹는 되세김질을 하는데 이 과정을 통해 풀의 섬유질이 더욱 잘게 부서지게 됩니다. 그리고 잘게 씹은 풀 덩어리는 침과 잘 섞여 다음 위로 넘어가는데, 이 과정에서 미생물과 함께 풀의 영양소들이 효과적으로 흡수되는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.19
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수국의 꽃 색깔이 다양한 원리는 무엇인가요?
수국의 꽃 색깔이 다양한 이유는 수국이 자라는 토양의 pH와 알루미늄 성분 때문입니다.수국 꽃에는 델피니딘이라는 안토시아닌 계열의 색소가 포함되어 있습니다. 이 색소는 원래 붉은 계열의 색을 띠는 성질이 있습니다.그런데 수국이 뿌리를 내리고 있는 흙의 산도(pH)에 따라 알루미늄 성분이 흡수되는 정도가 달라지고, 흡수된 알루미늄 성분은 꽃의 색소와 결합 정도가 달라지며 다양한 꽃 색을 보이게 됩니다.즉, 토양이 산성일수록 흙 속에 있는 알루미늄이 이온 형태로 잘 녹아나오게 되는데, 수국은 이 알루미늄 이온을 흡수하게 되고, 꽃 속의 안토시아닌 색소와 결합하여 푸른색을 띠게 됩니다.반면 토양이 염기성일 경우 알루미늄 이온이 흙 속의 수산화이온과 결합하여 앙금을 형성하고, 이로 인해 수국 뿌리가 알루미늄을 흡수하기 어렵게 됩니다. 따라서 알루미늄과 결합하지 못한 안토시아닌 색소는 원래의 성질대로 붉은색 또는 분홍색을 띠게 되는 것입니다.만일 토양이 약산성에서 중성일 때는 알루미늄 흡수량이 중간 정도여서 보라색 꽃이 피게 됩니다.
학문 / 생물·생명
25.08.19
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지구생태계에서 꿀벌이 중요한 이유는 무엇인가요?
가장 큰 역할은 수분, 즉 꽃가루받이의 가장 핵심적인 역할을 하기 때문입니다.꿀벌은 식물의 꽃가루를 옮겨주는 수분 매개자로서 가장 중요한 역할을 합니다. 식물은 스스로 움직일 수 없기 때문에 번식과 생존을 위해 꿀벌과 같은 곤충의 도움을 받아야 합니다.실제 꿀벌은 전 세계 야생 식물의 약 90%와 식용 작물의 75%의 수분을 담당하는데, 이는 식물들이 열매와 씨앗을 맺고 번식하는 데 꿀벌이 얼마나 중요한 역할을 하는지 수치상으로 보여주는 부분이죠.결국 벌의 수분 활동은 다양한 식물 종이 생존할 수 있게 만들어주고 이는 곧 식물을 먹이로 삼는 다른 동물들의 생존에도 영향을 미치게 됩니다. 즉, 꿀벌은 생태계 먹이사슬의 가장 근본적인 연결고리인 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.19
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핵과 퍼옥시좀으로는 신호분자가 절단 안되고 단백질이 유입되는 이유가 무엇인가요?
결론부터 말씀드리면 단백질이 막을 통과하는 방식이 다르기 때문입니다.미토콘드리아와 엽록체로 들어가는 단백질은 풀린 상태로 막을 통과하며, 표적 신호는 단백질이 올바른 위치에 도달했음을 확인한 후 절단됩니다. 그리고 이 절단은 단백질이 정상적인 3차 구조로 접히는 것을 돕는 역할을 합니다.반면, 핵과 퍼옥시좀으로 들어가는 단백질은 3차 구조를 유지한 상태로 막을 통과합니다. 이들 기관의 단백질 수송 시스템은 단백질의 전체적인 구조를 인식하고 운반하기 때문에, 신호 서열을 절단할 필요가 없는 것이죠. 이는 단백질의 기능에 필수적인 구조를 유지하기 위해서입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.19
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잠자리는 물이 깨끗한 환경에서만 잘 자란다고 하는데, 왜 그런가요?
결론부터 말씀드리면 잠자리 유충의 생존 방식 때문입니다.잠자리 유충은 꼬리 아가미를 통해 물속의 용존 산소를 흡수하는데, 오염된 물에서는 유충이 숨을 쉬기 어렵습니다.또한 유충의 먹이가 되는 작은 물고기나 올챙이 등 다른 수생 곤충들이 서식이 가능한 환경이어야 합니다.게다가 잠자리 유충은 물속의 화학 물질이나 독성 물질에 매우 취약한 편입니다. 오염된 물은 직접적으로 유충의 성장을 막거나 대부분 죽게 만드는 경우가 많습니다.그렇기 때문에 잠자리는 수질 오염의 지표종으로도 알려져 있는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.19
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간보다 근육에 더 많은 글리코겐이 저장되는 이유는 무엇인가요?
결론부터 말씀드리면 우리 몸에서 근육이 차지하는 비중이 훨씬 크기 때문입니다.간은 체중의 2~10%를 글리코겐으로 저장하지만, 근육은 1~2%만 저장합니다. 그럼에도 불구하고, 전체 근육량이 간보다 압도적으로 많기 때문에 총량은 근육에 더 많은 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.19
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식물세포에서는 중심립 대신에 어떤 소기관이 해당 기능을 수행하나요?
식물세포에는 중심립이나 중심체가 없습니다.대신 미세소관 형성 중심(MTOC)이라는 비정형적인 구조가 방추사 형성 기능을 수행합니다.이 MTOC는 동물세포의 중심체처럼 특정한 형태를 가지지 않으며, 주로 핵막의 표면에 위치하여 방추사를 형성합니다. 세포 분열 시 핵막이 분해되면, MTOC에서 방출된 미세소관들이 방추체를 형성하고, 이 방추사가 염색체를 양극으로 끌어당겨 분리시키는 역할을 하게 됩니다.결론적으로, 식물세포는 특정 소기관 대신 MTOC라는 기능적 구조를 이용해 방추사를 만들어 세포 분열을 진행하는 것이죠.
학문 / 생물·생명
25.08.19
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세포 분열이 일어날 때 핵 라민 중간섬유는 어떻게 분해가 이뤄지나요?
결론부터 말씀드리면 동물 세포에서 세포 분열 중 핵 라민 중간 섬유는 인산화 과정을 통해 분해됩니다.세포 분열의 전기에, CDK와 같은 효소들이 핵 라민 단백질에 인산기를 부착시킵니다.이 인산화 과정은 라민 단백질의 구조를 변형시키고, 단백질들이 서로 결합하는 힘을 약화시킵니다.결과적으로 라민 필라멘트는 해체되어 개별 단량체 상태로 분리되고, 핵막을 지탱하는 구조적 지지 기능을 잃게 되는데, 이로 인해 핵막은 수많은 작은 소포체 조각들로 분해되어 사라지는 것입니다.그리고 세포 분열이 끝난 후기에는, 탈인산화 효소가 활성화되어 라민 단백질에서 인산기를 제거합니다.탈인산화된 라민 단백질은 다시 중합되어 새로운 두 딸세포의 핵막을 재형성하는 데 들어가게 되죠.
학문 / 생물·생명
25.08.19
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왜 달팽이, 소라, 전복은 껍질 겉모습이 오른쪽 나선형일까요?
오른쪽 나선형 껍데기가 더 흔하게 나타나는 것은 단순히 왼손잡이와 오른손잡이의 비율과 직접적으로 같지는 않습니다.하지만, 한쪽 방향이 우세하게 결정되는 현상이라는 점에서 유사한 면이 있긴 합니다.달팽이와 소라 같은 연체동물의 껍데기가 어느 방향으로 휘어지는지는 유전자에 의해 결정됩니다.특정 유전자가 껍데기를 오른쪽으로 돌리는 단백질을 만들고, 이 단백질이 배아 발달 초기 단계에서 세포의 비대칭적인 배열을 유도하면서 나선형 껍데기 모양을 형성하게 되는 것입니다.다시 말해 대부분의 종에서 오른쪽으로 휘는 유전자가 우성으로 작용하기 때문에 왼쪽 나선형 개체는 매우 드물게 나타나는 것이죠.
학문 / 생물·생명
25.08.19
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