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동물이 가지고 있는 세포 외 기질이 내부 충격을 방지해 줄 수 있는 원리는 무엇인가요?
말씀하신 것처럼 동물 세포는 세포벽이 없기 때문에, 세포 외부의 충격을 흡수하고 세포를 보호하는 역할을 세포 외 기질(Extracellular Matrix, ECM)이 대신합니다.'세포 외 기질'은 마치 젤리와 같은 구조물로, 점성과 탄성을 가지고 있어 외부의 물리적인 힘을 완화시켜 줍니다.세포 외 기질은 주로 프로테오글리칸과 섬유성 단백질로 이루어져 있는데, 이 두 가지 주요 성분이 결합하여 충격 흡수 역할을 수행합니다. 이 때 프로테오글리칸은 다당류 사슬이 단백질에 붙어 있는 형태이며, 많은 양의 물을 끌어당겨 겔 형태를 만듭니다. 그리고 섬유성 단백질은 대표적으로 콜라겐과 엘라스틴이 있습니다.즉, 세포 외 기질은 수분을 머금은 겔 형태의 프로테오글리칸이 외부의 압축력을 완충하고, 콜라겐과 엘라스틴 같은 섬유성 단백질이 인장력과 탄성을 제공하여 외부 충격으로부터 세포를 보호하는 시스템이죠.
학문 / 생물·생명
25.08.17
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소금이 짠걸 떠나서 맛있게느끼게 해주는 이유가 무엇인가요
소금은 미뢰에 있는 짠맛 수용체를 자극하여 음식에 깊이와 복합적인 맛을 더합니다.이는 다른 맛을 더 잘 느끼도록 돕는 역할을 하는데, 특히 소금은 단맛을 더욱 강하게 하고, 쓴맛을 줄여주는 효과가 뛰어납니다. 예를 들어, 캐러멜에 소금을 살짝 넣으면 단맛이 훨씬 강해지고, 커피에 소금을 조금 넣으면 쓴맛이 줄어들어 맛이 부드러워지는 효과를 가져오죠.또한 소금은 삼투압 현상을 통해 식재료 속 수분을 빼냅니다. 이 과정에서 재료의 풍미가 응축되어 맛이 더욱 진해집니다. 특히, 고기나 생선에 소금을 뿌리면 수분이 빠져나가면서 질감이 단단해지고, 채소는 아삭함이 살아나게 되는데 소금이 빵 반죽의 글루텐 형성을 돕는 것도 비슷한 원리입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.16
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학자들이 영장류 중에서 개코원숭이나 침팬지보다 사람이 더 나쁘다는 주장을 하는 이유
말씀하신 것처럼 많은 학자와 작가들이 인간의 행동과 다른 영장류의 행동을 비교하며, 인간이 더 폭력적이거나 파괴적이라고 주장해왔습니다.개코원숭이나 침팬지가 싸움을 벌이는 주된 이유는 주로 영역 싸움, 짝짓기 경쟁, 혹은 먹이를 위한 경쟁 등 생존과 번식에 직접적으로 관련된 것들입니다. 반면, 인간은 단순한 분노, 복수심, 이념, 혹은 심지어 즐거움을 위해 폭력을 행사하는 경우가 많습니다.또한 말씀하신 대로, 많은 학자는 개코원숭이나 침팬지가 환경에 미치는 영향이 미미하다고 봅니다. 이들은 자연의 일부로서 먹이를 얻고 생활하며, 의도적으로 서식지를 파괴하거나 자원을 고갈시키지 않습니다. 하지만 인간은 대규모 벌목, 광산 개발, 도시화 등 돈이나 편의를 추구하는 과정에서 환경을 파괴하고 생태계를 교란합니다. 이는 다른 종의 생존까지 위협하는 결과를 초래했죠.특히 다른 동물들은 배고플 때만 사냥하고, 필요한 만큼만 소비합니다. 하지만 인간은 소유욕과 탐욕 때문에 필요 이상의 자원을 축적하고 낭비합니다. 재미를 위해 사냥을 하거나, 더 큰 이익을 얻기 위해 과도하게 생산하고 소비하는 행위들이 대표적이죠.
학문 / 생물·생명
25.08.16
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생물계는 왜 소금을 필수자원으로 활용했을까요
생물계가 소금을 필수 자원으로 활용하는 이유는 자연계에서 쉽게 구할 수 있을 뿐만 아니라 특히 소금의 원료인 염화나트륨(NaCl)이 생명 유지에 필수적인 다양한 기능을 수행하기 때문입니다.소금은 세포 내외의 수분 균형을 맞추는 데 필수적입니다. 세포막을 사이에 두고 나트륨 이온과 염화 이온의 농도 차이를 이용해 삼투압을 조절하는데, 이 과정은 세포가 너무 많은 물을 흡수해 터지거나, 물을 잃어 탈수되는 것을 막아 세포의 정상적인 형태와 기능을 유지하게 합니다.또한 나트륨과 칼륨 이온은 신경 세포의 막을 통과하며 전위차를 만들어 전기 신호(신경 충동)를 발생시킵니다. 이 전기 신호는 뇌에서 몸 전체로 정보를 전달하고, 근육을 수축시키는 데 핵심적인 역할을 합니다.소금은 단순히 맛을 내는 조미료가 아니라, 생명체의 기본적인 생리 기능 유지에 없어서는 안 될 필수 자원입니다. 지구의 바다가 염화나트륨이 풍부한 환경이었기 때문에, 초기 생명체가 이 물질을 생존에 유리하게 활용하도록 진화했을 가능성이 높습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.16
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고양이과 동물이 왜 단맛을 못느끼나요
고양이과 동물이 단맛을 느끼지 못하는 가장 큰 이유는 유전자 결함 때문입니다.대부분의 포유류는 TAS1R2와 TAS1R3라는 두 가지 단백질이 결합해 만들어지는 미각 수용체를 통해 단맛을 느낍니다. 하지만 고양잇과 동물은 TAS1R2 단백질을 만드는 유전자에 결함이 있어 이 단백질이 정상적으로 생성되지 않습니다. 그래서 단맛을 감지하는 수용체 자체가 없어 단맛을 느낄 수 없는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.16
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펭귀은 두가지맛만 느낀다고 하는데 그 이유가 무엇인가요
결론을 먼저 말씀드리면 단맛, 쓴맛, 감칠맛을 느끼는 유전자가 없기 때문입니다.이는 진화의 흔적으로 보는 경우가 많은데, 펭귄이 극지방의 혹독한 환경에 적응하는 과정에서 맛을 느끼는 데 필수적인 특정 유전자들을 잃어버렸을 가능성이 높습니다. 특히 단맛, 쓴맛, 감칠맛을 느끼는 미각 수용체는 온도에 민감하여 극도로 추운 환경에서는 제 기능을 하지 못했을 수 있다는 것이죠.또한 펭귄은 주로 물고기를 통째로 삼키는 습성이 있기 때문에 맛을 굳이 느끼지 않아도 생존에 지장이 없었고, 그 때문에 미각이 퇴화했을 수 있다는 주장도 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.16
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가장 큰 설치류인 카피바라는 왜 꼬리가 필요없나요?
카피바라는 꼬리가 거의 퇴화하여 흔적만 남아 있는 것으로 알려져 있습니다.다른 설치류들과 달리 꼬리가 없는 이유는 카피바라의 독특한 생태 환경 때문인 것으로 추정됩니다.카피바라는 물가에 서식하며 대부분의 시간을 물속에서 보내는 반수생 동물입니다. 위험을 느끼면 물속으로 뛰어들어 잠수하거나 헤엄쳐서 도망칩니다. 그래서 물속 생활에 최적화된 물갈퀴가 발달했으며, 머리 위쪽에 눈, 코, 귀가 위치해 물 밖으로 머리만 내놓고도 주변을 살필 수도 있습니다. 꼬리가 길면 수영할 때 오히려 방해가 될 수 있기 때문에, 물속 생활에 맞게 꼬리가 퇴화했을 가능성이 높습니다.그리고 카피바라는 현존하는 설치류 중 가장 덩치가 큽니다. 쥐처럼 민첩하게 움직이며 균형을 잡는 역할을 하는 긴 꼬리가 필요하지 않게 되면서 자연스럽게 꼬리가 퇴화했을 수 있습니다.또한 쥐나 다른 설치류들은 꼬리를 이용해 의사소통하거나 사회적 신호를 보내기도 합니다. 하지만 카피바라는 주로 발성, 후각 신호, 신체 언어를 통해 무리 내의 사회적 유대를 강화합니다. 결국 꼬리를 통한 의사소통의 필요성이 줄어들면서 꼬리의 역할이 축소되었을 것입니다.결과적으로 카피바라의 꼬리가 없는 것은 물속 생활에 적응하고, 커다란 몸집에 맞는 생활 방식을 갖추면서 꼬리의 필요성이 사라진 진화의 결과라 할 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.16
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백야와 극야가 반복되는 지역들에서 왜 자살률이 그렇게 높은건가요
가장 큰 이유는 신체의 생체 리듬이 크게 교란되기 때문입니다. 불규칙한 일조량은 수면과 정신 건강에 영향을 미칩니다.백야 기간에는 해가 계속 떠 있어 밤에도 밝기 때문에, 사람들은 불면증을 겪기 쉽습니다.충분한 수면을 취하지 못하면 신체적, 정신적 피로가 쌓여 우울증과 같은 정신 질환 발병 위험이 높아지고, 또한 과도한 빛 노출은 뇌의 세로토닌 생성을 증가시켜 충동적인 행동을 유발할 수 있습니다.반면 극야 기간에는 하루 종일 어두운 상태가 지속되어 일조량 부족 문제가 심각해집니다.햇빛이 부족하면 우리 몸은 비타민 D와 세로토닌을 충분히 합성하지 못하게 되는데, 이 호르몬은 기분 조절에 중요한 역할을 하는 물질들이에요. 따라서, 이 시기에는 계절성 정서 장애(SAD)나 우울증에 걸릴 확률이 높아집니다. 다만, 충동적인 행동으로 이어지는 비율은 백야 때에 비해 낮습니다.
학문 / 생물·생명
25.08.16
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GLUT4가 GLUT2보다 Km값이 작은데도 불구하고 먼저 포도당을 받아들이지 않는 이유는 무엇인가요?
결론부터 말씀드리면 저장 위치 때문입니다.GLUT4는 주로 근육세포와 지방세포에 존재하며, 평상시에는 세포질 내 소낭에 보관되어 있습니다.하지만 혈당이 상승하여 인슐린이 분비되면, 인슐린 신호에 의해 소낭이 세포막으로 이동하여 GLUT4를 세포막에 배치됩니다.반면 GLUT2는 주로 간세포와 이자의 b세포에 존재하며, 항상 세포막에 위치합니다. 그래서 인슐린과 같은 호르몬에 의한 조절 없이, 혈액의 포도당 농도에 비례하여 포도당을 수송하는 것입니다.결론적으로 GLUT4의 낮은 Km 값은 포도당에 대한 높은 친화도를 의미하지만, 평상시 세포막에 존재하지 않는 특성 때문에 식후 초기 포도당 흡수에는 관여하지 않는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.08.16
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비타민 A가 부족하는 야맹증이 생기는 이유는 무엇인가요?
가장 큰 이유는 로돕신의 필수 요소이기 때문입니다.우리 눈의 망막에는 로돕신이라는 시각 색소가 있습니다. 로돕신은 어두운 곳에서 빛을 감지하는 역할을 하는데, 이 로돕신을 합성하는 데 비타민 A가 필수적인 성분으로 사용됩니다. 그래서 비타민 A가 부족하면 로돕신 생성이 원활하게 이루어지지 않아 빛에 대한 반응이 둔해지고, 어두운 환경에서 사물을 분간하기 어려워지게 되는데, 이것이 바로 야맹증의 원인입니다.그리고 비타민 A는 눈의 각막을 비롯한 점막 세포의 성장과 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 비타민 A가 부족하면 각막이 건조해지고 약해져서 안구건조증이나 각막연화증과 같은 질환 가능성이 높아지게 됩니다.부가적으로 비타민 A는 망막의 기능을 정상적으로 유지하고 항산화 작용을 통해 망막을 보호하는 역할도 합니다. 이는 노화로 인한 황반변성이나 백내장과 같은 퇴행성 안과 질환을 예방하는 데도 도움이 됩니다.
학문 / 생물·생명
25.08.16
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