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답변 내역

DNA와 RNA 백신의 차이는 무엇인가요?
먼저 DNA 백신은 우리 몸의 세포 핵으로 들어가서 DNA를 이용해 단백질을 만들도록 지시합니다.안정성이 뛰어나 상온 보관이 가능하지만, 효과를 내려면 전기 자극 같은 추가적인 전달 방식이 필요할 수 있습니다.하지만, 아직 상용화된 제품이 많지 않습니다.RNA 백신은 보통 mRNA 백신입니다. 세포 핵으로 들어갈 필요 없이 세포질에서 바로 단백질을 만들도록 지시하죠. 효과가 빠르고 면역 반응이 강하지만, 불안정하기 때문에 초저온 보관이 필요하다는 단점이 있습니다.예전 일부 코로나19 백신이 대표적인 mRNA 백신입니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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RNA 바이러스는 왜 돌연변이율이 높나요?
RNA 바이러스가 돌연변이율이 높은 이유는 크게 두 가지입니다.첫번째는 오류 수정 기능이 약합니다.RNA 바이러스는 유전 정보를 복제할 때 실수를 잘 고치지 못하는 RNA 중합효소를 사용합니다. DNA 바이러스나 다른 생명체들은 복제 오류를 수정하는 정교한 메커니즘을 가지고 있지만, RNA 바이러스는 이러한 기능이 거의 없어서 복제 과정에서 오류가 발생하면 그대로 다음 세대로 전달될 가능성이 높은 것이죠.두번재는 너무 빠르기 때문입니다.바이러스는 숙주 세포 안에서 매우 빠르게 증식하는데, 짧은 시간 안에 수많은 바이러스 입자가 만들어지고, 그에 따라 복제 횟수가 많아질수록 오류가 발생할 확률도 함께 높아지는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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DNA 시퀀싱의 원리는 무엇인가요?
간단히 말해 DNA 시퀀싱이란 DNA를 구성하는 A, T, G, C 네 가지 염기의 순서를 읽어내는 기술입니다.특수한 물질을 이용해서 DNA를 복사하는데, 특정 염기가 나올 때마다 복사가 멈추도록 합니다. 그럼 복사가 멈춘 조각들은 길이가 다를 것이고, 이 조각들을 길이별로 쭈욱 나열합니다. 그리고 각 조각의 끝에 어떤 염기 때문에 복사가 멈췄는지 알 수 있도록 표시해두고 짧은 조각부터 긴 조각 순서대로 읽어나가면서 DNA 염기 서열을 알아낼 수 있는 것입니다.이런 DNA 시퀀싱은 질병을 진단하는데 상당히 유용하게 사용됩니다. 즉, 특정 질병을 유발하는 DNA를 찾거나 최근 코로나19처럼 어떤 병원체에 의한 질병인지를 판단할 수 있는 것이죠.그 외에도 농업에서 품종개량이나 가축 관리에 활용되기도 합니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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DNA 돌연변이는 어떤 방식으로 발생하나요?
DNA 바이러스나 우리 몸의 DNA에서 돌연변이가 발생하는 방식은 크게 두 가지입니다.첫번째는 자연적 발생입니다.세포가 분열하여 DNA를 복제할 때, DNA 중합효소라는 효소가 염기 서열을 정확하게 복사해야 합니다. 하지만 이 과정에서 아주 드물게 잘못된 염기가 삽입되거나, 염기쌍이 누락되거나, 중복되는 등의 오류가 발생할 수 있습니다. 우리 몸에는 이러한 오류를 수정하는 시스템이 있지만, 100% 완벽하지 않아 일부 오류가 돌연변이로 남게 되는 것입니다.두번째는 외부 요인으로 인한 손상입니다.예를 들어 담배의 벤조피렌 같은 발암 물질이나 특정 화학 물질이 DNA에 직접 달라붙어 염기 서열을 변형시킬 수 있고, 자외선이나 X선, 감마선과 같은 방사선은 DNA 가닥을 끊거나 염기 서열을 손상시켜 돌연변이를 유발하게 됩니다.또 일부 바이러스는 자신의 유전 물질을 숙주 세포의 DNA에 삽입하거나, 숙주 DNA 복제 과정에 영향을 미쳐 돌연변이를 일으키는 경우도 있습니다.결론적으로 돌연변이는 DNA 복제 시 발생하는 자연적 오류이거나 자외선, 화학 물질, 방사선 등과 같은 외부 환경 요인에 의한 DNA 손상으로 인해 발생하는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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DNA가 RNA보다 유전물질로 선택되었다는 가설의 이유는 무엇인가요?
가장 큰 이유는 안정성때문입니다.RNA는 리보스 당에 2가 탄소에 수산기(-OH)를 가지고 있는 반면, DNA는 디옥시리보스 당에 이 수산기가 없습니다. 이 수산기는 RNA를 화학적으로 반응성이 높게 만들 뿐만 아니라 가수분해에도 취약하게 하여 쉽게 분해되도록 합니다. 반면 DNA는 이 수산기가 없기 때문에 훨씬 더 안정적으로 유전 정보를 보존할 수 있죠.또한 RNA는 우라실을 가지는 반면, DNA는 티민을 가집니다. 우라실은 사이토신이 변형되어 생성될 수 있는데, 이때 유전 정보 오류가 발생할 수 있습니다. 티민은 이런 오류 발생 가능성을 줄여 DNA의 안정성을 높이게 됩니다.그리고 구조적으로 보면 DNA는 이중 나선 구조를 가지는데, 이는 단일 가닥인 RNA보다 훨씬 안정적입니다. 이중 나선 구조는 내부의 염기들을 보호할 뿐만 아니라 외부에서 오는 손상으로도 유전 정보를 지킬 수 있습니다. 또한, 한 가닥에 손상이 발생하더라도 다른 가닥을 주형으로 삼아 복구할 수 있는 메커니즘이 있어 유전 정보의 무결성을 유지하는 데 유리하죠.이러한 안정성 덕분에 DNA는 유전 정보를 안전하게 저장하고 후대에 전달하는 데 훨씬 적합하다는 것입니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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mRNA, tRNA, rRNA의 기능은 각각 무엇인가요?
mRNA는 DNA에 저장된 유전 정보를 세포질의 리보솜으로 전달하는 설계도 역할을 합니다.DNA의 특정 유전자 서열을 복사하여 단백질을 만들 수 있는 암호화된 정보를 가지고 있는데, 이 암호화된 서열을 코돈이라 합니다.tRNA는 mRNA의 코돈에 해당하는 특정 아미노산을 리보솜으로 운반하는 역할을 합니다.자신에게 해당하는 아미노산이 결합하는 부위와 mRNA의 코돈과 상보적으로 결합하는 안티코돈을 가지고 있습니다.rRNA는 단백질 합성 공장인 리보솜을 구성하는 주요 성분입니다.리보솜 내에서 mRNA와 tRNA가 정확하게 결합하고, 아미노산들이 서로 연결되어 단백질 사슬을 형성하는 펩타이드 결합을 촉매하는 역할을 합니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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DNA는 왜 이중 나선 구조를 가지나요?
먼저 이중 나선 구조는 상당히 안정적입니다.이중 나선 구조는 내부의 염기들을 당-인산 골격이 보호하고 있어 유전 정보가 손상될 위험이 적습니다. 또한, 두 가닥이 서로 상보적으로 결합하고 있어 한 가닥이 손상되더라도 다른 가닥을 주형으로 삼아 복구될 수 있습니다.또한 DNA 복제 시 이중 나선은 풀리면서 각각의 가닥이 새로운 DNA 가닥의 주형 역할을 합니다. 이러한 상보적인 결합 덕분에 정확하고 효율적인 복제가 가능할 뿐만 아니라 유전 정보가 다음 세대로 정확하게 전달할 수 있게 해주죠.게다가 이중 나선 구조는 긴 DNA 분자를 세포 핵이라는 매우 작은 공간에 매우 효율적으로 저장할 수 있게 해줍니다. DNA는 히스톤이라는 단백질에 감겨 크로마틴이라는 더욱 압축된 구조를 형성하는데, 이는 이중 나선 구조이기에 가능한 것입니다.그러나 이런 이유와 장점과는 별개로 단점도 있습니다.DNA가 복제되거나 유전 정보가 RNA로 전사될 때는 이중 나선이 일시적으로 풀어져야 하는데, 이 과정은 헬리카아제와 같은 효소의 도움을 필요로 하며, 에너지가 소모되는 과정입니다. 또한, 이 과정에서 꼬임이 발생하거나 손상될 위험이 있죠.또 유연성이 떨어집니다. 다시 말해 이중 나선 구조는 안정성은 뛰어나지만, 다른 형태의 DNA 구조로의 변환에는 제약이 있을 수 있다는 것입니다.그렇지만, 결론적으로 DNA의 이중 나선 구조는 유전 정보를 안정적으로 저장하고 정확하게 복제하며 효율적으로 유전자 를 보관하는 등 생명체의 핵심 기능에 최적화된 형태라고 할 수 있죠.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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황제펭귄이 서식지를 30km나 이동하여 옮겼다는데 어떻게 적합한 곳을 찾는 건가요?
황제펭귄이 어떻게 새로운 서식지를 찾는지에 관해서는 아직 정확히 증명하지는 못했습니다.특히 말씀하신 30km와 같은 장거리 이동에서 어떻게 적합한 서식지를 찾아가는지에 대해선 더더욱 밝혀진 바가 없습니다.다만, 많은 조류가 지구 자기장을 이용하여 방향을 찾는 능력을 가지고 있다는 연구 결과가 있으며, 펭귄도 이러한 능력을 가지고 있을 가능성이 높다고 보고 있습니다. 특히 눈에 있는 특정 단백질이 자기장을 감지하는 데 사용될 수 있다는 이론이 있죠. 하지만 황제펭귄이 자기장을 어떻게 활용하여 장거리를 이동하는지, 그리고 특정 서식지를 정확히 찾아내는지는 아직 연구중입니다.또한 일부 가설에서는 얼음 위에서는 시각적인 부분보다는 다른 펭귄 무리의 소리를 통해 서식지를 인지한다는 주장이 있으며, 과거 펭귄이 이동한 경로를 기억하고 이동한다는 가설도 있습니다.황제펭귄의 서식지 이동 자체는 위성 이미지 분석 등을 통해 명확히 확인되었습니다. 그러나 어떻게 적합한 서식지를 찾아가는지에 대한 구체적인 메커니즘은 아직 연구 중입니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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몸이나 손을 알코올에 담그게 되면 술에취하는 이유가 무엇인가요?
손이나 몸을 알코올에 담근다고 해서 현실적으로 술에 취하기는 어렵습니다.물론 알코올은 피부를 통해 어느정도 흡수될 수는 있지만, 혈중 알코올 농도를 실제로 취하게 할 정도로 높이려면 상당히 오랜 시간 넓은 신체 부위를 상당량의 알코올에 담그고 있어야 합니다.알코올이 몸에 흡수되는 경로는 입이나 식도, 위, 소장 등 소화기관을 통한 섭취입니다. 피부를 통한 흡수는 엄청 느립니다.다만, 피부에 상처가 발생했거나 어린 영유아라면 알코올의 흡수가 좀 더 높을 수 있습니다.그래도 술에 취하는 수준까지 흡수되기는 쉽지 않습니다.결론적으로, 건강한 성인이라면 단순히 손이나 몸을 알코올에 담그는 것만으로는 술에 취할 정도로 알코올이 흡수되지 않습니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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일반 음식으로 주는 간의 부담과 약효의 간부담의 그 차이가 얼마나 심한건가요?
말씀대로 음식과 약은 간에 부담을 주는 정도가 상당히 큰 차이가 납니다.우리가 먹는 음식은 소화 과정을 거쳐 영양소로 분해되고, 이 영양소들은 혈액을 통해 간으로 이동하여, 간은 이들을 에너지로 사용하거나 저장, 또는 다른 필요한 물질로 가공합니다. 이 과정에서 발생하는 일부 대사산물이나 불필요한 물질들은 간의 해독 시스템을 통해 무독화되어 체외로 배출하는 것입니다.보통의 식단이라면 간이 이러한 대사 및 해독 과정을 무리 없이 처리할 수 있습니다. 오히려 사과나 마늘, 양배추, 부추 등 특정 음식들은 간의 해독 효소 활성을 돕거나 간을 더 튼튼하게 만들기도 하죠.반면 약물은 몸에 특정 효능을 내기 위해 인위적으로 합성되거나 가공된 물질입니다. 부분의 약물은 간에서 대사되어 수용성 형태로 변환되어야 몸 밖으로 배출되는데, 이 과정에서 간은 약물을 분해하거나 변형시키는 약물 대사 효소를 활성화합니다.그래서 약물은 음식과는 달리 독성을 가질 수 있는 물질을 포함하고 있어 간에 직접적인 손상을 유발할 가능성이 있습니다. 특히 해열진통제인 아세트아미노펜이나 항생제, 항결핵제, 고지혈증 약물 등은 간 손상을 일으킬 수 있는 대표적인 약물로 알려져 있습니다.결론적으로, 일반 음식을 통한 간의 해독 기능은 생체 필수적인 과정이며, 간에 과도한 부담을 주지 않습니다. 오히려 간 건강에 도움을 주는 음식들도 많습니다.반면 약물은 치료를 목적으로 하지만, 그 특성상 간에서 대사되는 과정에서 독성 물질이 생성되거나 간에 직접적인 손상을 줄 수 있는위험을 가지고 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.07.07
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