답변 내역

체액성 면역과 세포성 면역은 신호 전달 분자와 수용체의 결합으로 구동됩니다.체액성 면역은 혈액, 림프액 등 체액에 존재하거나 침입한 병원체를 항체로 중화하는 과정입니다.먼저 항원제시세포(APC)가 항원을 조각내어 MHC Class II로 표면에 올립니다. 그럼 CD4+ 보조 T세포(Th)의 TCR이 MHC II를 인식하고, CD28-B7 보조 자극 신호가 더해져 활성화됩니다.그리고 B 세포는 표면의 BCR(IgM/IgD)로 항원을 직접 잡아 자신의 MHC II에 제시하고, Th 세포의 CD40L이 B 세포의 CD40과 결합하고, IL-4·IL-5·IL-6을 분비합니다.그럼 자극을 받은 B 세포가 형질세포로 분화하여 체액 중화용 항체(Ig)를 분비하여 병원체를 무력화시키는 것입입니다.그리고 세포성 면역은 바이러스에 감염되었거나 암세포화된 체세포 자체를 찾아내 제거하는 과정입니다.먼저 바이러스 등에 감염된 체세포는 변성 단백질을 MHC Class I 분자에 올립니다. 그럼 CD8+ 세포독성 T세포(Tc)의 TCR이 감염 세포의 MHC I-항원 복합체를 인지하고, Th 세포에서 분비된 IL-2의 도움으로 CD8+ T 세포가 표적 공격형 효과세포로 전환됩니다.이후 CTL은 표적 세포와 면역 접착을 형성한 뒤 두 가지 방식으로 세포를 파괴하는데, 퍼포린이 표적 세포막에 구멍을 뚫으면 세포사멸 유도 효소인 그랜자임이 침투하여 카스파제 회로를 작동시켜 사멸시키는 것이죠.

바이러스는 스스로 에너지나 단백질을 만들어내지 못하는 절대세포내 기생체입니다.그래서 숙주 세포의 생체 시스템을 탈취하여 복제합니다.먼저 바이러스의 스파이크 단백질이 숙주 세포막의 특정 수용체와 결합합니다. 그리고 세포막과의 융합하거나, 내포 작용을 통해 세포 내부로 들어가 세포 내 효소에 의해 단백질 껍질이 해체되며 유전 물질(DNA/RNA)을 방출합니다.이후 바이러스 유전자가 숙주 세포의 리보솜을 점령하여 껍질 단백질과 효소를 만들어내고, 숙주의 DNA 중합효소나 바이러스 고유의 RNA 효소를 사용해 유전 물질을 복제합니다.그리고 생산된 유전 물질이 새로 만들어진 껍질 속으로 패키징되고, 숙주 세포를 파괴하거나 세포막을 덮어쓰며 밖으로 나와 인접 세포를 감염시키고 다시 사이클을 반복하게 됩니다.

털게에게 그 털은 사람으로 치면 눈이나 코, 손끝의 감각을 모두 합쳐놓은 종합 센서이자 보호막 역할을 합니다.털게의 털은 뿌리마다 신경이 붙어 있는 감각모입니다.그래서 탁한 바닷속에서도 물의 흐름을 느끼며 천적의 접근을 알아챌 수 있고, 털을 통해 물속에 녹아 있는 먹이의 냄새와 화학 신호를 감지할 수 있습니다.또 털 사이에 모래나 퇴적물이 엉겨 붙어 주변 환경에 숨을 수 있고 그런 위장 덕분에 문어나 물고기 같은 천적의 눈을 속일 수 있습니다.그리고 일부 털 사이에 걸러진 유기물 잔해를 긁어모아 섭취하기도 합니다.결론적으로, 털게의 털은 머리카락 같은 털이 아니라 신경이 연결된 정밀 감각 센서이자 위장막으로, 생존에 필수적인 기관이라 할 수 있습니다.

결론부터 말씀드리면, 상어는 한자리에 고정되어 살지 않고 매우 넓은 범위를 이동하는 동물입니다.다만, 그럼에도 특정 장소에 계속 머무르는 이유는 먹이가 풍부하고 수온이 맞으며 인공 구조물 등으로 안전한 환경이 갖춰지면 떠나지 않는 것이죠.또 특정 지역에 회귀하거나 살기 적당한 장소라면 다른 곳으로 옮겨도 다시 돌아오는 성향이 있습니다.그리고 생활반경은 상어의 종에 따라 이동 범위는 천차만별로 다릅니다.까치상어나 괭이상어 등은 수 km ~ 수십 km 정도로 비교적 좁은 구역에서 생활하지만, 백상아리, 고래상어 등은 먹이와 수온을 따라 수천 km 이상 대양을 이동하기도 합니다.결국 부캉이는 먹이나 파도를 막는 인공 구조물의 이점과 본래 연안 상어 특성이 맞물려 어느정도 생존에 유리하다고 여겼을 가능성이 있습니다.

네, 알고 계신 것이 맞습니다.개미와 벌은 여왕과 일개미, 일벌, 수컷으로 구성된 진사회성 집단으로 여왕은 군체의 산란을 전담하며 번식의 중심 역할을 맡습니다. 그리고 암컷 일개미와 일벌은 먹이를 찾고, 애벌레를 양육하며 둥지를 고치는 등 다양한 일을 분담합니다.다만, 수컷은 번식기에 여왕과의 교미만을 목적으로 짧게 삽니다.그리고 말씀하신 것처럼 이들은 언어 대신 페로몬이라는 화학 물질을 분비해 의사를 전달합니다.여왕은 페로몬을 내뿜어 일개미의 난소 발달을 억제하고 통제를 유지하며, 먹이를 찾으면 바닥에 페로몬을 묻혀 동료들이 따라올 경로를 만듭니다. 또 위험 발생 시 경보 페로몬을 확산시켜 집단 공격이나 방어를 유도하기도 하죠.게다가 아군과 적군을 식별하는데도 사용합니다.결과적으로 사회성 곤충의 군체는 개별 곤충이 독립적으로 판단하기보다, 화학 물질을 통해 연결된 하나의 거대한 유기체처럼 일률적이고 일관되게 행동하게 되는 것이죠.

토양에 수분이 부족하면 뿌리 세포에서 ABA 합성 효소(NCED3) 발현이 늘어나 ABA가 대량으로 생성됩니다.그럼 뿌리에서 만들어진 ABA는 물관 수액 흐름을 타고 잎으로 이동하고, 동시에 뿌리의 CLE25 소펩타이드 신호도 잎으로 넘어가 잎 자체의 ABA 합성을 추가로 촉진하게 됩니다.잎의 공변세포에 도착한 ABA는 세포 내 수용체인 PYR/PYL/RCAR과 결합하는데, 이 복합체가 억제 단백질인 PP2C를 차단하여, 묶여 있던 인산화효소 SnRK2를 활성화합니다.활성화된 SnRK2는 음이온 채널(SLAC1)과 칼륨 유출 채널(GORK)을 활성화하고, 공변세포 내 음이온과 K+이 대량 유출되면서 삼투압 현상에 의해 세포 안의 물이 밖으로 빠져나갑니다.그럼 수분을 잃은 공변세포의 팽압이 급격히 감소하여 기공이 오그라들며 닫힙니다.즉, 기공 차단으로 증산 작용을 멈춰 체내 수분 유출을 막는 것입니다.

춘화 현상은 식물이 무작위 개화로 인한 겨울철 폐사를 막고, 생존과 번식에 가장 유리한 봄에 개화하도록 진화한 후성유전학적 적응 기작입니다.가을철 식물은 개화 억제 유자인 FLC를 활성화하여 꽃눈 형성을 막고 영양 성장에만 집중합니다.그리고 3~8주 이상의 계속되는 저온 자극을 받으면 FLC 유전자 영역에서 비부호화 RNA가 합성되는데, 비부호화 RNA는 유전자 억제 단백질 복합체인 PRC2를 FLC 유전자 영역으로 불러옵니다.그리고 RC2는 FLC 주변 히스톤 단백질에 H3K27me3 마크를 남겨 DNA 구조를 응축시키고, 응축된 FLC 유전자는 발현이 완전히 잠기며, 세포 분열 후에도 이 억제 상태가 유지됩니다.특히 후성유전학적 변화의 핵심 특징은 세포 분열을 거쳐도 억제 상태가 유지된다는 점이죠.봄에 기온이 올라가면 억제제(FLC)가 사라진 덕분에 개화 촉진 유전자(FT, SOC1)가 활성화되어 꽃을 피웁니다.그렇지만, 이 후성유전학적 기억은 종자 형성 과정에서 초기화되어 다음 세대 역시 저온 과정을 거쳐야 개화할 수 있습니다.

가을철 단풍은 식물이 겨울을 나기 위해 영양분을 회수하고 자신을 보호하는 생물학적 과정입니다.먼저 기온이 떨어지고 낮이 짧아지면 초록색을 띠는 엽록소가 파괴되는데, 엽록소가 사라지면서 기존에 잎 속에 있던 노란색과 주황색 색소가 겉으로 드러나는 것입니다.식물은 엽록소를 분해해 질소, 마그네슘 등 유용한 영양분을 줄기와 뿌리로 이동시켜 저장하고, 잎자루 기부에 수분과 영양 통로를 막는 차단층이 만들어집니다.그런데 통로가 막히면서 광합성으로 만들어진 포도당이 줄기로 이동하지 못하고 잎에 갇히게 되고, 잎에 쌓인 당이 강한 햇빛(자외선)과 반응하여 붉은색 안토시아닌 색소를 만들어 냅니다.붉은 색소는 강한 빛으로부터 세포를 보호하고, 남아있는 영양분을 끝까지 회수하도록 만들죠. 또한 붉은색은 곤충에게 화학적 방어가 강하다는 신호를 보내 산란이나 서식을 억제하는 역할도 합니다.마지막으로 색소들이 모두 분해된 후 남아있는 타닌 성분이 산화되어 갈색 잎이 됩니다.

말씀하신 것처럼 혈액형별 수혈 가능 여부는 적혈구 표면의 항원과 혈장의 항체 간 면역 반응 때문이 맞습니다.수혈을 할 때 가장 중요한 원칙은 받는 사람의 항체가 들어오는 적혈구의 항원을 공격해 피가 뭉치는 응집 반응을 막는 것입니다.O형 적혈구에는 A항원과 B항원이 모두 없기 때문에, 어떤 혈액형의 항체와 만나도 공격받지 않기 때문에 이론상 모두에게 줄 수 있습니다. 반면 AB형 혈장에는 A항체와 B항체가 모두 없기 때문에, 어떤 적혈구가 들어와도 공격하지 않으므로 이론상 누구에게나 받을 수 있습니다.그러나 이는 '적혈구 성분만 소량 수혈'할 때 성립하는 원칙입니다.대량 수혈 시 O형 혈액 속 항체가 받는 사람의 적혈구를 공격할 수 있고, 또한 Rh 혈액형 및 기타 희귀 항원 충돌 부작용도 고려해야 합니다.그래서 실제 임상에서는 부작용을 방지하기 위해 반드시 동일한 혈액형끼리만 수혈을 합니다.

결론부터 말씀드리면 문어는 무척추동물 중에서 가장 높은 지능을 가진 생물 중 하나로 말씀하신 것들이 모두 맞습니다.문어는 신축성이 높은 유연한 몸과 둥근 흡반을 활용해 병 내부나 외부에서 나사산이 있는 병마개를 스스로 돌려 열 수 있습니다. 또한 뼈가 없는 연체동물이기 때문에 딱딱한 입 크기 정도의 아주 작은 구멍도 통과할 수 있습니다.또한 인디아몬드문어 등 일부 문어종은 코코넛 껍질이나 조개껍데기를 들고 다니며 필요할 때 자신을 보호하는 은신처나 방패로 활용하는 것으로 알려져 있는데, 이는 무척추동물 중 매우 드문 고급 도구 사용 사례입니다.그리고 피부 표면에 위치한 색소포와 반사 세포, 피부 돌기 근육을 조절하여 매우 짧은 순간에 주위 암석이나 해조류의 색상, 패턴, 심지어 질감까지 완벽하게 모방할 수 있습니다.