안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
생물·생명
Q. 유전자 돌연변이가 생겨나는 이유는?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.유전자를 이루는 DNA의 구조에 변화가 생겨서, 유전자의 모습이나 성질이 변한 것을 유전자돌연변이라고 한다.유전자의 DNA 중에서 한 개의 뉴클레오티드가 상실되든지, 다른 것과 교체되는 극히 미소한 변화를 받아도 단백질을 구성하는 아미노산이 변하여 돌연변이를 일으킨다. 이러한 변이는 자연상태에서도 100만 번의 DNA복제 중에서 한 번 정도의 비율로 일어나며, 방사선이나 약품을 처리하면 높은 빈도로 일어나기도 한다. 이러한 작은 변화가 DNA상에서 수백의 뉴클레오티드에 영향을 미칠 정도의 대형 변이를 받는 일도 가끔 일어나며, 이들 변이가 살아남을 수 있으면 돌연변이가 되어 나타난다. 이것들을 염색체돌연변이라고 하며, 여기에는 염색체 일부의 결실, 단편의 역결합, 단편의 전좌(轉座) 등이 있다.
화학
Q. 몸에 상처를 입게되면 피가 나오고 이피는 곧 응고되곤 합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.피 속에 들어 있는 세포 중 혈액응고를 담당하는 세포는 혈소판이다. 혈소판은 비정형화된 모양을 하고 있으며, 지름이 약 2-3μm에 불과하다. 일반적인 세포의 지름이 보통 10μm임을 감안하면 혈소판이 얼마나 작은지 짐작이 갈 것이다. 혈액 도말검사1)상 적혈구나 백혈구 같은 다른 혈액세포와 비교할 때, 혈소판의 크기는 상대적으로 아주 작게 보인다. 보통은 적혈구나 백혈구 사이에서 '세포인지'아니면 '세포가 파괴되고 남은 조각인지' 구별하기어려운 모양으로 보인다. 핵은 가지고 있지 않으며, 1μ 안에 들어 있는 혈소판의 수는 약 35만 개 정도이므로 약 500만 개인 적혈구의 1/14에 해당하고, 약 8,000개인 백혈구보다는 약 40배가량 많은 셈이다.혈소판의 특징을 소개하면 수명은 9~12일 정도에 불과하므로 계속해서 만들어지고 또 파괴된다. 흔히 혈소판의 기능이 혈액응고라 하지만, 이외에도 혈소판은 성정인자를 분비하고, 염증반응을 매개하는 물질을 분비함으로써 상처 치유와 인체 내 미세환경에서 일어나는 신호전달기전에 관여하는 기능을 한다.혈소판이 혈액응고 기능을 하기는 하지만 혈소판 혼자 혈액을 응고시킨다는 뜻은 아니다. 혈액응고 기전은 아주 복잡하며, 중고등학교 교과서에 소개되는 혈액응고 기전은 실제로 몸 밖으로 흘러나온 피가 응고되는 과정을 아주 간단히 요약해 놓은 경우가 대부분이다. 어떤 이유에서든 몸 밖으로 피가 흘러나오기 시작하면 인체는 방어기전을 발동하여 피가 흘러나오는 것을 막기 위한 지혈이 일어난다. 지혈 과정은 혈관단계∙혈소판단계∙응고단계 등 세 과정으로 구분할 수 있다.혈관에 상처가 생겨 이 부위로 피가 흘러나오게 되면 지혈의 필요성이 생긴다. 그러면 혈액손실을 줄이기 위해 먼저 혈관이 수축하는 현상이 일어난다. 이를 ‘혈관단계’라 하며, 다음으로 혈소판이 손상된 부위를 메워주는 ‘혈소판 단계’가 일어나고, 마지막으로 혈액이 덩어리를 형성하여 출혈이 멎게 하는 ‘응고단계’가 일어난다. 혈관단계와 혈소판단계는 혈관이 손상된 직후부터 시작되지만, 응고단계는 혈관이 손상된 후 30초 이상 지나서 일어나는 것이 특징이라 할 수 있다.혈소판은 혈관에 상처가 생긴 후 15초 이내에 혈관내피 표면과 상처로 인해 노출된 아교 섬유에 달라붙기 시작한다. 혈소판이 점점 더 많이 모여들어 덩어리를 이루게 되면 ‘혈소판 마개’라 하는 덩어리를 형성하여 손상이 생긴 혈관부위를 막아주게 되며, 이것이 혈액응고에 있어서 혈소판이 담당하는 기능이다.
화학
Q. 어떤 음식을 먹을 때 소화시키는데 가장 오래 걸리나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.◆매운 음식매운 음식은 일부 사람에게 위산역류를 일으킬 수 있으므로 소화에 나쁘다. ◆카페인매운 음식과 비슷하게 식도 괄약근을 느슨하게 만들어 위산역류를 일으킨다. 카페인이 많은 커피의 경우 위산역류를 일으킬 수도 있으나 음식이 장으로 내려가게 하여 변비를 낫게 하기도 한다. ◆산성 식품소다 같은 산성 식품도 위산역류를 일으킨다. [사진=클립아트코리아] ◆포화지방이 많은 식품지방이 많은 음식은 지방이 충분히 흡수되지 않아 속 쓰림이나 설사를 일으킬 수 있다. 변이 잘 안 내려 가면 고지방식을 하는 것으로 볼 수 있다. 포화지방을 줄여야 한다는 신호다. ◆알코올알코올도 식도 괄약근을 느슨하게 만들어 위산역류를 촉발할 수 있다. 또 위에 염증을 일으킬 수도 있다. ◆유제품유제품은 위를 붓게 할 수 있다. 이는 복부 불쾌감을 부르는데 특히 젖당에 내성이 없는 사람들의 경우에 생긴다.
생물·생명
Q. 지네에게 물리면 사람은 어떻거 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지네의 독은 약한 독이기 때문에보통 피부가 부풀어 오르고 따갑지만시간이 지나 가라앉는 경우가 대다수입니다.지네 물렸을 때,지네 독은 위험한가요?지네 물렸을 때는 너무 당황하지말고 해당 부위를 잘 관찰하는 것이 중요합니다.지네의 독이 강하여 사람이 사망하는경우는 극히 드물고, 한국에서식하는 지네의 독은 강하지 않습니다.지네에 물렸으면관찰 후, 가려움증이 멈추지 않고,쓰라림이 계속된다면 피부과를 방문해주는 것이 좋습니다.하지만 보통 시간이 지나면 자연스럽게통증과 가려움이 줄어들기 때문에큰 걱정 할 필요는 없습니다. 지네 독으로 인한 사망도 극히 드물기때문에 죽음을 걱정하실 필요는 없습니다.
화학
Q. 따뜻한 물 마시는 것이 몸에 왜 좋은가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.1. 체중감량 체중을 줄이고 싶다면 신진대사를 원활하게 하는 온수를 마셔야 한다. 아침에 일어나면 따뜻한 물에 레몬을 넣어서 마시면 체지방 분해에 도움이 된다. 2. 답답한 코와 목에 도움이 된다. 온수는 감기, 기침과 인후염의 자연치료제이다. 가래(담)를 용해하여 기도를 뚫어줌으로써 목의 염증을 가라앉히고 코 또한 뚫린다. 3. 생리통 완화 따뜻한 물의 열이 복근을 이완시켜서 생리통과 경련을 낫게 한다. 4. 해독 따뜻한 물을 마시면 체온이 상승해서 땀이 나는데 이때 몸의 독소가 배출된다. 마시기 전에 레몬즙을 넣으면 최상의 효과를 볼 수 있다. 5. 조기노화 예방 체내 독소를 없애야 하는 이유는 독소가 노화를 촉진 시키기 때문이다. 따뜻한 물을 마시면 활성 산소로 손상된 피부 세포의 재생을 도와 피부에 탄력을 더해준다.
지구과학·천문우주
Q. 벼락은 어떻게 만들어지는지 알려주세요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.벼락은 구름과 땅 사이에 순간적으로 전기가 흐르 는 현상을 뜻합니다. 벼락 맞은 나무가 터지고 불 타는것처럼 벼락의 위력은 강력합니다.낙뢰의 전 기량은 1~10억V에 이르고 온도도 3만도씨 라고 합니다.만약 사람이 벼락 맞으면 전기에 감전되면서 순간적으로 수억 볼트의 전압이 걸리고 수만 암페어의 전기가 통하는 것은 물론 수만도의 고온상태가 되기 때문에 피해가 발생하게됩니다.벼락은 주로 철탑이나 나무와 같이 높고 뾰족한 곳으로 잘 떨어지집니다.
물리
Q. 아인슈타인의 상대성 이론은 어디에 적용되는 이론인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.특수 상대성 이론에 의한 현상 1) 뮤온• 대기권에서 생성된 뮤온이 지표면에서 관측되는 현상은 특수 상대성 이론을 뒷받침하는 명백한 증거이다.• 뮤온: 전자와 성질이 유사하며 불안정한 입자이다.• 뮤온은 강력한 에너지를 갖는 우주선(cosmicray)이 지구 대기권에서 공기와 충돌할 때 발생한다.• 뮤온은 빛의 속력의 약 99%의 속력으로 운동한다.• 뮤온의 수명은 약 1t=2.2 x 106 s이다.• 고전 역학에 따르면 뮤온이 0.99C의 속력으로 수 명이 다할 때까지 이동 할 수 있는 거리는 수백m정도이다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에는 미생물이 살 수 없기 때문에 평생 썩지 않는것인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우주에 가면 인체는 치명적인 방사선에 노출된다. 중력도 거의 없어 피가 머리로 몰리고, 근육과 뼈가 줄어든다. 과학자들이 눈에 보이지도 않는 작은 생물에서 인간이 혹독한 우주 환경에서 살아남는 방법을 배우고 있다. 우주정거장 바깥에 노출된 채로 1년 이상 생존한 미생물에서 우주 생존의 비결을 찾고 있는 것이다. 미생물은 우주기지 건설에 필요한 물질을 현지 조달하는 데에도 활용할 수 있다.◇우주에서 혹 달고 돌아온 미생물오스트리아 빈대학의 테티아나 밀로세비치 교수가 이끄는 국제 공동 연구진은 지난 4일 국제 학술지 ‘마이크로바이옴’에 “국제 우주정거장에서 진행한 실험에서 미생물이 극한의 우주 환경에서도 1년 이상 생존할 수 있음을 입증했다”고 밝혔다.우주에서 살아남은 미생물은 ‘데이노코커스 라디오두란스(Deinococcus radiodurans)’이다. 이 미생물은 지구 생명체 가운데 방사선을 가장 잘 견딘다. 우주 미생물로 최적의 후보인 셈이다.미생물은 수분이 제거된 채 1년 이상 우주정거장 외부의 실험 장치에서 우주 환경에 그대로 노출됐다. 연구진은 데이노코커스를 다시 지구로 가져와 수분을 공급하고 지구에 있는 같은 종과 비교했다.
물리
Q. 케플러 제3법칙으로 조화의 법칙은 무엇인가요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.케플러 제3법칙으로 행성의 공전 주기의 제곱은 궤도 장반경의 세제곱에 비례하는 법칙을 말한다.케플러는 행성들의 물리량 사이에 어떤 조화로운 관계가 있을 것이라는 굳건한 믿음을 갖고 계산한 결과 1619년에 행성의 공전 궤도 반지름의 세제곱과 공전 주기의 제곱이 비례한다는 법칙을 발견하였다. 그는 이 법칙을 우주의 조화를 나타내는 것이라 하여 조화의 법칙이라 이름 붙였다.이 법칙에 따르면 태양에서 멀리 떨어진 행성일수록 공전주기가 길게 된다. 이 법칙은 인공위성에서도 적용되어 지구로부터의 거리에 따라 인공위성의 주기가 결정된다. 특히 정지 위성이 되기 위해서는 위성의 주기가 지구의 자전주기인 24시간이 되어야 하기 때문에 지구로부터 약 36,000㎞ 떨어져 있어야 한다.
지구과학·천문우주
Q. 지구과학 용어 중에 최대 해침면이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.해수면이 가장 높이 상승했을 때 형성된 면으로서 층서단면에서는 해침 퇴적계 다발(TST)과 고수위 퇴적계 다발(HST)을 분리하는 면이다. 후퇴(retrogradation)에서 수직누적/전진(aggradation/progradation)으로 변하는 면이다. 대륙붕의 중간 지역에서 이 면은 매우 낮은 퇴적율을 나타내는 증거에 의해 인식되는 면이다. 해침 시 내 대륙붕에서는 퇴적물이 퇴적되나 해안에서 먼 외대륙붕지역에서는 퇴적물 유입이 없게 되어 경질기반(firmgrounds, hardgrounds)이나 해록석층(glauconitic layers)을 형성하게 된다.