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극지방에서만 오로라가 나타나는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.지구는 하나의 커다란 자석으로 표현하곤 합니다. 지구는 남극과 북극에서 자기력선이 나가고 들어오는 커다란 자기장을 지구 외부로 만들게 되는데요. 이때 태양에서 유래한 태양풍이 전하를 띤 플라즈마가 지구에 접근하게 될 때, 지구의 자기장이 이를 막는 역할을 합니다. 그리고 이러한 플라즈마 입자는 자기장을 따라 지구의 극으로 이동하게 되지요. 이때 지구의 대기와 태양풍의 입자들이 부딪쳐 오로라를 만들어내는 것이라고 알려져 있습니다. 답변이 질문자 분께 도움이 되었길 바랍니다. 감사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.02.14
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미토콘드리아와 엽록체, 핵만 이중막 구조인 이유가 뭘까요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.맞습니다. 질문자님께 말씀하신 것처럼, 엽록체, 미토콘드리아, 핵은 모두 이중막 구조를 가지고 있습니다. 이중막 (double membrane) 구조를 가지고 있는 핵, 엽록체, 미토콘드리아 모두의 공통점을 찾는다면, 모두 이중막 구조 안에, 유전물질이 있는 것을 알 수 있습니다. 유전물질(DNA)은 각각의 종의 근원이 되는 물질이기 때문에, 보호를 하기 위한 측면에서 이중막으로 보다 안전하게 그 구조를 유지할 수 있습니다. 실제 미토콘드리아나, 엽록체, 핵막 내부와 외부로의 물질 교환은 아주 정교한 Mechanism에 의해 이루어지는 것을 볼 수 있습니다. 그리고 물질이 특별한 막에 구획화 됨으로, 외부 환경의 변화에 더욱 안정할수 있겠죠. 진화학적인 관점에서 미토콘드리아와, 엽록체는 세포내공생설을 통해서 이중막을 형성했을 것이란 가설이 있습니다. 실제 미토콘드리아 DNA와 엽록체는 인간의 유전체인 Linear form과 다르게 circular form을 유지하고 있지요. 마치 원핵생물처럼요. 미토콘드리아의 겨웅 (aerobic bacterium) 엽록체의 경우 (cyanobacterium) 계열이 내부공생학적으로 진화했을 가능성이 있습니다. 핵의 경우에는 앞서 말한 구조적 안정성과 더불어, RER과 외부 핵막을 공유하는 것을 볼 수 있는데, 이러한 시스템은 단백질의 전사와 번역 과정을 보다 용이하게 할 수 있는 구조라고 합니다. 질문자분께서 마지막으로 언급하셨던 다른 세포 소기관중 이중막을 갖는 것이 무엇인지 물어보셨는데... 제가 알고 있는 지식으로는 이중막을 가진 세포 소기관은 질문자분께서 말씀하셨던 것이 다입니다. 정리해본다면Non membrane bound cell organelle ribosime / polysome centrioles/ centrosome basal body microtubule microfilament single membrane bound cell organelle golgi RER /SER Lysosome vacuole peroxisome double membrane cell organelle mitochondria chloroplast in plant cell nucleus답변이 질문자분께 도움되었길 바랍니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
22.02.14
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키는 무조건 유전인건가요? 궁금합니다
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.질문자분께서 키에 관하여 궁금한점이 많은 것 같습니다. 이에 최대한 과학적 관점에서 키의 유전적 영향에 대해 설명해 드릴 수 있도록 하겠습니다. 우선적으로 먼저 답변을 드리자면, 키는 무조건 유전적 경향을 따르진 않습니다. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------키가 자라지 않는 것을 성장 지연이라고 볼 수 있는데요. 유전적영향을 받는 것을 1차성 성장지연 (가족 저신장증, 염색체 이상, 자궁내 성장지연, 골격 형성 장애) 이라 하며 이외 다른 이유로 인한 성장지연을 2차성 성장 지연이라고 합니다. 2차성 성장지연에는 이유가 있는 것으로, 체질성 성장지연 / 영양, 환경적 측면 / 내분비 요인이 관여할 수 있습니다. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------일반적으로 평균 신장보다 3백분위 수 미만일 경우, 의학적으로 저신장이라 정의를 내리며유전적 키 기대치는 일반적으로 부모님 키 평균 ± 6.5cm 로 알려져있습니다. 질문자분의 나이를 정확히 알지는 못하지만, 사춘기 이전까지의 성장속도가 1년에 4cm 이상이 되지 않을 경우, 성장호르몬 결핍 또한 의심할 수 있구요. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------키는 결론적으로 유전학적 요인과 더불어 주변 환경 상태 /영양학적 상태/성별/내분비적 건강 상태/ 선천적 건강상태 등 다양한 요인이 관여합니다. 키를 결정짓는 요인은 유전자의 영향이 크지만, 이 유전적 경향 또한 한가지 유전자에 의해 결정되는 것이 아니고 약 50가지 이상의 다양한 유전자의 영향에 따라 키가 결정되어 지는 것으로 알려져 있습니다. 그렇다고 해서 키를 결정하는 유전자의 조합에 의해서 키가 완벽히 결정되는 것 또한 아닙니다. 왜냐하면 키에 관련된 유전자가 mRNA가 되고 단백질로 발현되며 유전자 자체의 기능을 수행 할 때, 그 기능을 활성화 또는 억제짓는 것 또한 다양한 외부 환경 요인을 받기 때문에 환경의 요인또한 무시할 수 없다고 봅니다. 다양한 대사 경로의 Activator / Repressor / Silencer / 2ndary messenger등의 다양한 기전 위치에서 외부 환경이 키의 성장과 자극 또는 저해할 수 있는 요소로 작용할 수 있기 떄문입니다. 실제 영양적측면이 개선됨에따라, 대한민국 국민의 평균 키는 계속 성장해 온것 또한 알 수 있습니다. 오로지 유전자측면만 고려한다면, 양측 부모님 키를 훨씬 상회하는 자녀들의 모습은 오히려 과학적이지 않은 측면이 되지요. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------혹시라도, 질문자분께서 키에 관하여 걱정이 있으시다면, 키는 유전적으로 100% 결정되는 것이 아니라는 것을 다시한번 강조드리고 싶습니다. 그리고 병원에 방문하여 진료를 받아보신다면 예측키와 더불어, 혹시라도 다른 키의 성장을 방해하는 다른 기저 요인들의 유무를 확인할 수 있으니 참고하시면 될 것 같습니다. 부족한 답변이지만 질문자분께 도움이 되었길 바라며 글을 줄입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
22.02.14
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술 마시면 유난히 얼굴이 빨개지는 건 왜 그럴까요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다. 1. 술을 마시고 나서 얼굴이 빨개지는 안면홍조 증상은 알데하이드 탈수소효소 (Aldehyde dehydrogenase)가 부족하기 때문에 생기는 것으로 알려져 있습니다. aldehyde dehydrogenase는 아세트알데하이드를 분해하는 효소인데, 이것이 부족하면, 혈액속 아세트알데하이드가 혈관을 이완시켜 얼굴을 빨갛게 만들며, 숙취를 유발하는 것으로 알려져 있습니다. 2. 과거 알코올을 분해하는 능력이 생존에 불리한 요인일 수도 있으나 모순적이게도 그렇지 않을 수 있습니다. 실제로 알코올은 우리몸에 암을 발생시키는 1급 발암물질로 알려져 있는데요. 아세트알데하이드 dehydrogenase가 부족함으로 상대적으로 숙취가 심한 인구군에서는 술을 잘 마시지 않게되는 효과가 발생할 수 있고, 실제로 암발생률이 감소되는 효과가 나타나기도 합니다. 무료로 공개되어져 있는 Cancer Epidemiology Biomarkers & Prevention 18(1):248-54 논문의 figure 2. 를 보시면 alcohol 습관에 따라 비인두암의 발생률과 odd ratio가 높은 것을 확인할 수 있습니다. 그리고 이 외에도, ALDH와 같은 유전자는 아니나, 겸상적혈구증을 일으키는 유전자 돌연변이가 아직까지 존재할 수 있었던 이유는, 말라리아라는 환경압에서 말라리아에 감염되지 않을 수 있는 효과를 주는데, 질문자님께서 궁금해했던 아세트알데하이드 분해효소의 결핍을 일으키는 유전자 또한 알코올을 선호하는 환경압 또는 다른 어떠한 이유에서건 이로운 효과(Beneficial effect)를 가지게 함으로 유전자가 사라지지 않고 계속 남아있을 수 있는 이유가 될것이라 생각합니다. 답변이 도움되었길 바라겠습니다.
학문 / 화학
22.02.13
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잠을 쪼개서 자면 왜 피곤한가요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다. 잠을 쪼개서 자면 왜 더 피곤한지에 대해 과학적인 접근을 해보겠습니다.하지만 혹시 최근들어 질문자님의 수면위생이 좋지 않아 피곤함을 심하게 호소중인 상태시라면, 병원에 내원하여 진찰과 상담을 받는 것을 권유드립니다. 다시 본론으로 가서 잠을 쪼개서 자면 왜 피곤한가에 대해 알아보겠습니다. 우선적으로 수면주기(sleep cycle)을 이해하는 것이 중요합니다. 수면은 크게 NREM 수면과 REM(Rapid eye movement) 수면으로 나눌 수 있습니다이는 뇌파와 눈의 움직임등의 특성이 달라지게 되는데, 일반적으로 뇌파중 서파 수면의 경우 전반부에 주로 나타나며, 후반부로 갈 수록 REM 수면이 나타난다고 알려져 있습니다. 각성 --> Stage 1 ( a파 소실, 쎄타파 나타남) --> stage 2 (Sleep spindle, K complex 나타남) --> stage3 (delta 파 나타남) --> stage 4 (delta 파가 50% 이상 차지) --> REM 수면 정상적인 수면은 단 하나의 과정이 아닌 여러단계의 구성요소로 되어있는데, 평상시와 자는 시간과 다르게 잠이 쪼개지면 각 단계에 영향을 받게되며, 이 과정에서 잠에서 깨어나 blue light와 같은 빛에 강하게 노출된다면 일주기성 또한 파괴될 수 있기 때문에, 더 피곤할 수 있습니다. 이외에도 건강상태에 잠의 주기가 영향을 받을 수 있는데, 우울증의 경우 전체 수면이 짧고, 서파 수면이 감소되어 있으며, REM 시간이 증가 되는 등의 특징을 보인다고 합니다. 질문에 대해 많은 도움이 되었으면 합니다. 읽어주셔서 감사합니다.
학문 / 물리
22.02.13
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외계인이 있다면 외계인 DNA가 지구에 있지않을까요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.질문의 핵심을 파악하기 모호하지만 때로는, 엉뚱한 질문에서 시작된 궁금증이 커다란 발견을 할 수 있는 것이기에, 질문자님의 답변을 최대한 과학적 관점에서 접근해보겠습니다. 1. 외계인이 실제로 존재한다면 U.F.O 를 타고 왔을 것이다? --> UFO의 뜻은 Unknown Flying Object 미확인 비행물체입니다. 외계인이 실제로 존재한다고 해서, UFO를 타고 왔을 것이랑 가정은 과학적이지 않습니다. 실제 UFO가 존재할수 있음에도 당장의 과학적인 답변을 드릴 수가 없습니다. 2. 외계인의 유전물질은 DNA이다? --> 알수 없음. 우선적으로 외계인이 실제 존재한다고 하더라도 외계인의 유전물질이 DNA 라고 확실히 추정할 수 없습니다. 인간의 유전물질이 DNA (아데닌(A), 구아닌(G), 티민(T), 시토신(C)이 구성물질) 라고 외계인 또한 유전물질로 DNA를 사용한다는 것은 논리적이지 않을 뿐더러, 지나친 일반화의 오류라고 볼 수 있습니다. 그리고 실제 지구 내에서도 생물과 무생물 사이의 경계에 있는 Virus 중에서는 RNA를 유전물질로 사용하는 것 또한 있고., 실제 생명의 탄생을 연구하는 가설 중에는 RNA가 원시 유전물질이었을 것이란 것도 있으니, 오로지 외계인의 유전물질이 DNA로 보는 것에는 문제가 있습니다. 3. 외계인의 유전물질이 우리에게 노출되었을 때? 지구의 생물이 외계인의 특성을 가질 수 있다? --> 절대 그럴 수 없음. 유전물질은 어떠한 방식에서든 환경에 노출되어질 수 있습니다. 그렇지만 외계인의 DNA가 지구환경에 노출되어지고, 실제 인간이 그 특성을 갖게되어 외계인의 피가 인간 내에서 흐른다는 것은 거의 불가능에 가깝습니다. 외계인을 제외하더라도, 유전물질이 환경에 노출되어지고, 그 각각의 특성을 획득할 수 있다면, 아마 인간과 동물, 곤충 수많은 종들의 구분은 무의미할 것입니다. 그리고 실제 과학적으로 유전물질의 특성을 세포내로 도입하기 위해서는 전기로 강한 에너지를 주거나, 고온의 충격을 주거나 바이러스로 유전물질을 일부 도입시키는 transduction의 과정이 필요하며,,도입된 유전자가 온전히 전사(transcription), 번역(transformation) 이 일어나는 것은 굉장히 극히 희박한 확률이기 때문에 저는 이는 불가능 하다고 생각합니다. 답변이 도움되었길 바랍니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.02.13
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과음을 하면 필름이 끊기는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.질문자님께서 과음과 관련된 필름이 끊기는 증상에 대해 질문을 주셨는데요. 이에 대해 생물학적인 관점에서, 이야기해보고자 합니다. 우선적으로 필름이 끊기는 증상이 영어로는 'blackout'이라고 표현이 됩니다. 그런데 이와 감별해야 될 것이 실신(syncope)인데, 과음으로 인한 필름이 끊기는 증상은, 우리 몸이 정상적으로 말하고, 주변사람들과 어울리며, 활동할 수 있으나, 활동 당시의 기억을 다시 회상하지 못하는 경우이며, 실신은 말 그대로 의식을 잃어 그 순간의 어떠한 활동도 없었으며, 기억이 나지 않는것입니다. 질문자님께서 궁금하신 내용인, 과음 이후에 필름이 끊기는 증상에 대한 완벽한 과학적 해석은 아직 이루어지지 않는 것으로 보입니다. 하지만 유력한 가설로, 우리 인간의 기억은 뇌의 해마(hippocampus)라는 부분에서 단기기억을 형성하고, 장기기억의 정보를 대뇌로 전이 시키는 과정을 하는데요, 과음이 단기기억 형성을 방해하거나, 장기기억으로 이전시키는 과정을 방해하는 것으로 추정되고 있습니다.어떠한 방식에서든 과도한 알코올의 섭취는 뇌의 기억형성 과정에 영향을 미치는 것으로 보이며, 혹시라도 질문자님께서 음주이후 필름이 끊기는 증상이 자주 반복된다면, 이는 술이 질문자분의 건강에 좋지 않는 영향을 미치는것이 분명해보임으로,절주 또는 금주 하시는 것을 권유드립니다.
학문 / 화학
22.02.10
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곤충들의 피가 빨간색이 아닌 이유가 무엇일까요
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.인간의 몸은 동맥과 정맥 그리고 그 사이의 모세혈관을 통해 혈액이 순환되어지는 폐쇄혈관계를 사용합니다. 그리고 산소를 옮기는 헤모글로빈에는 Fe(철)이 있게 되는데, 이것이 우리 몸의 피를 빨갛게 보이게 하는 이유입니다. 하지만 질문자님께서 궁금하신 절지동물과 같은 곤충의 경우 동맥과 정맥 사이에 모세혈관이 없어 조직세포에 개방되어 있는 개방순환계를 사용합니다. 모세혈관이 없기 때문에 혈림프가 조직으로 직접 유출되어 산소와 물질들이 교환되어 지는데, 인간의 헤모글로빈과는 다르게 혈림프 속에는 헤모시아닌(hemocyanin)이라는 물질이 있는데, Cu 2+ 이 결합한 단백질로 산소를 운반합니다. 단백질의 종류 차이및 결합한 이온의 차이로, 곤충에서는 피가 파란색을 띠게 되며, 사람과 다른 피의 색의 특성을 보이게 됩니다. 읽어주셔서 감사하며, 도움되는 답변이길 바랍니다.
학문 / 생물·생명
22.02.10
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전자레인지 작동시 옆에있으면 전자파 때문에 안좋다??
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.우선적으로 전자레인지는 microwave 를 통해 물분자를 진동시키며 열을 발생시키는 원리를 사용하고 있습니다. (물분자는 양극성이기 때문에, 전자기파의 전기장이 양(+)과 음(-)으로 진동할 때, 물분자 또한 빠르게 회전 및 진동하며 열을 발생시킵니다. 전자레인지를 통해 음식을 데울 수 있는데, 전자레인지의 Microwave는 또한 인체 조직에서 또한 열을 발생 시킬 수 있습니다. FDA 에서 Microwave oven과 건강 사이의 관계를 설명하고 있는데, 이는 다음과 같습니다. (출처: https://www.fda.gov/radiation-emitting-products/resources-you-radiation-emitting-products/microwave-oven-radiation)높은 수준의 microwave 의 노출은 고통을 유발할 수 있는 화상을 일으킬 수 있습니다. 특히 microwave에 취약한 인체 조직은 눈과, 남성의 고환인데, 이는 혈류가 적게 흐르면서 과도하게 발생된 열을 주변으로 방출할 수 없기 때문이라고 알려져 있습니다. 그러나 이 경우는 높은 수준의 microwave에 노출 되었을 경우를 말하며, 실제 전자레인지의 내부는 금속인 철로 만들어져 있고, 문 쪽에도, 전자기파(microwave)가 바깥으로 나오는 것을 막기 위해 설치한 금속망이 있습니다. 따라서 정상적인 전자레인지 사용에는 건강을 위협할 정도의 높은 수준의 전자기파(microwave) 에 노출될 가능성은 적으나, 억지로 전자레인지 가까히에 있을 필요는 없다는 것이 제 의견입니다. 읽어주셔서 감사합니다.
학문 / 전기·전자
22.02.10
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탄수화물을 많이 먹으면 혈당관리에 좋지 않다고 합니다 어떻게 관리하나요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.본 의견은 의학적인 관점과 무관하게 생물학적인 관점에서 이야기해보고자 합니다. 따라서 본 의견과는 별개로 질문자께서 혈당 조절이 어려운 경우시라면 내분비 내과에 방문하셔서 전문적인 상담과 진료를 받아보시는 것을 권해드립니다. 당뇨의 진단기준은 다음과 같습니다. (진단기준: 1) 당뇨병 증상(다음/다뇨/다갈) + 무작위 포도당 농도 >200mg/dL 2) 공복혈당 >126mg/dL 3) 75g 경구 당 부하검사 2시간 후 200mg /dL 4) 당화혈색소>6.5% ) 진단기준에 해당되지 않고 공복 혈당이 100~125 --> 공복혈당장애 경구 당 부하 검사(OGTT) 결과가 140~199mg/dL일 경우 --> 내당능 장애 로 진단 될수 있는 것으로 알려져있습니다. 혈당은 영어로는 blood sugar 로 일종의 혈액속의 포도당 농도 (단위 [mg/dL])을 의미합니다. 포도당은 탄수화물의 주된 단위체가 됨으로,당뇨와 같은 상태에서는 적정 수준 이상의 탄수화물을 섭취하는 경우 빠른 시간내 혈당을 높힐 수 있습니다. 따라서 이와 반대로 단백질/지방이 주 성분인 고기 또는 한천과 같은 저탄수화물 식이를 한다면, 혈당 조절에 용이할 수 있습니다만, 그러나 고단백, 고지방식이는 LDL 콜레스테롤(나쁜 콜레스테롤)의 수치 증가를 시켜 심뇌혈관 질환 발생을 증가시킬 가능성이 있고, 신장기능이 좋지 않을 경우, 질환을 악화시킬 수 있기 때문에, 적절한 진단 및 치료 그리고 올바른 식이교육이 중요합니다. 실제로 내분비기내과에서 시행하는 당뇨 교육과정에서는 식사 교육또한 진행하는 것으로 알고 있습니다. 따라서 혈당관리를 위해 어떠한 음식이 좋으냐 보단, 적절한 치료가 병행되는 선상에서 올바른 식사습관을 전문적으로 교육받는 과정을 병원에 방문하셔서 상담받아보실 것을 강력하게 권해드립니다. 혈당관리의 상태에 따라서 식이 및 운동요법 더 나아가, 약물요법이 진행되어질 수 있는데, 적절한 치료와 혈당 관리가, 본인의 적절한 식사량을 확인 및 조절할 수 있는 중요한 과정이 됨으로 질문자분께서 좋아하시는 탄수화물의 양도 너무 많게도 또는 너무 적게도 섭취하지 않는 상황을 예방할 수 있다고 생각합니다. 당뇨는 당장의 증상이 없더라도, 눈/신장/혈관/신경 등 몸의 다발적 합병증을 일으킬 수 있기 때문에 적절한 혈당관리가 매우 중요한 것으로 알려져 있습니다. 따라서 보다 건강한 삶을 위해 병원에서 상담 받아 보실 것을 강력하게 다시한번 권해드립니다. 감사합니다.
학문 / 화학
22.02.09
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