🌟대충이 아닌, 바르게 알리기🌟선한 지식 공유자 이중철
화학공학
Q. 분자생물학이 무엇이며 무엇을 연구하나요
안녕하세요. 질문자님.이중철 과학기술전문가입니다.🙂질문하신 내용 잘 읽어보았습니다.분자생물학에 대해 궁금해하시는군요. 생명과학의 가장 핵심적인 분야 중 하나인 분자생물학이 무엇을 연구하는지 최대한 명쾌하게 답변해 드릴게요! ✨1.질문의 요지:분자생물학의 정의와 주요 연구 분야가 무엇인지 궁금해하시는군요.2.답변:가장 중요한 점: 분자생물학은 생명 현상을 DNA, RNA, 단백질과 같은 '분자' 수준에서 탐구하는 학문으로, 생명체의 설계도와 작동 원리를 연구합니다.3.구체적인 설명 및 근거:이유:생명체는 세포라는 작은 단위로 이루어져 있고, 이 세포는 수많은 분자들의 상호작용으로 움직입니다.분자생물학은 이러한 분자들의 구조와 기능을 밝혀내어, 유전 정보가 어떻게 전달되고 생명 활동이 어떻게 일어나는지 근본적인 원리를 규명합니다.4.(참고)실제 사례/대응방안 등:주요 연구 분야:유전 정보의 복제와 발현: DNA가 어떻게 복제되어 다음 세대로 유전 정보를 전달하고, RNA를 거쳐 단백질로 만들어지는지('센트럴 도그마')의 과정을 연구합니다.유전병의 원인 규명: 특정 유전자의 변이(돌연변이)가 어떻게 질병(암, 헌팅턴병 등)을 일으키는지 분자 수준에서 분석하고, 이를 치료할 수 있는 방법을 모색합니다.유전자 편집 기술: 'CRISPR-Cas9'와 같은 유전자 가위를 개발하고 활용하여 원하는 유전자를 교정하거나 삽입, 제거하는 기술을 연구합니다. 이는 유전병 치료, 신품종 개발 등 다양한 분야에 응용됩니다.단백질 기능 연구: 우리 몸의 모든 기능을 수행하는 단백질의 3차원 구조와 역할을 밝혀내어 신약 개발의 기반을 마련합니다.5.결론: 분자생물학은 생명 현상의 원리를 '분자'라는 가장 작은 단위에서 파헤쳐 생명과학의 모든 분야에 영향을 미치는 핵심 학문입니다. '생명 공학' 분야의 기초가 되는 학문이기도 합니다.=======궁금증이 조금이라도 해소되셨기를 바랍니다.이상, 이중철 과학기술전문가였습니다.🙂감사합니다.
화학공학
Q. 플라스틱을 분해하는 미생물이 현실적으로 이용되고 있나요?
안녕하세요. 질문자님.이중철 과학기술전문가입니다.🙂질문하신 내용 잘 읽어보았습니다.지구 환경 문제의 핵심인 플라스틱 쓰레기 해결에 대한 중요한 질문을 해주셨네요.플라스틱 분해 미생물의 현재 상황을 최대한 명쾌하게 답변해 드릴게요! ✨1.질문의 요지:플라스틱을 분해하는 미생물이 현재 현실적으로 상용화되어 활용되고 있는지 궁금해하시는군요.2.답변:가장 중요한 점: 플라스틱 분해 미생물은 현재 상업적으로 널리 활용되고 있지는 않습니다.하지만, 연구 단계에서는 상당한 진전이 있으며 미래의 유력한 플라스틱 분해 기술로 주목받고 있습니다.3.구체적인 설명 및 근거:이유:플라스틱 분해 미생물은 플라스틱을 먹이로 삼아 분해하는 효소를 가지고 있습니다.이 효소들은 플라스틱의 긴 사슬 구조를 짧은 분자로 끊어내어 최종적으로 물과 이산화탄소로 분해합니다.이러한 원리는 폐플라스틱을 환경에 무해하게 처리할 수 있는 혁신적인 방법으로 평가받습니다.그러나 현실적으로 상용화되기에는 아직 해결해야 할 과제들이 남아있습니다.4.(참고)실제 사례/대응방안 등:연구 현황:발견 사례: 2016년 일본에서는 페트(PET) 플라스틱을 분해하는 '이데오넬라 사카이엔시스(Ideonella sakaiensis)'라는 박테리아가 발견되었습니다.이는 플라스틱 분해 미생물 연구의 중요한 계기가 되었습니다.효소 공학: 과학자들은 이 박테리아가 생성하는 '페타아제(PETase)'라는 효소를 개량하여 플라스틱 분해 속도와 효율을 높이는 연구를 진행 중입니다.현실적인 한계:느린 분해 속도: 현재까지 발견된 미생물이나 개량된 효소는 플라스틱을 분해하는 데 시간이 매우 오래 걸립니다. 대량으로 쏟아져 나오는 플라스틱 폐기물을 처리하기에는 속도가 턱없이 부족합니다.높은 비용: 플라스틱 분해 미생물을 이용한 공정을 구축하고 유지하는 데 드는 비용이 기존의 소각이나 매립, 재활용 방식보다 비싸 아직 경제성이 낮습니다.적용 범위의 한정: 미생물마다 분해할 수 있는 플라스틱의 종류가 한정적입니다. 여러 종류의 플라스틱을 복합적으로 처리하기 어려운 한계가 있습니다.향후 전망:미생물을 이용한 플라스틱 분해 기술은 여전히 유망합니다.기술 발전을 통해 분해 속도를 획기적으로 높이고 경제성을 확보한다면, 미래에는 플라스틱 폐기물 문제의 중요한 해법이 될 수 있을 것입니다.=======궁금증이 조금이라도 해소되셨기를 바랍니다.이상, 이중철 과학기술전문가였습니다.🙂감사합니다.
생물·생명
Q. 지렁이 중에서 몸에 하얗게 밴드처럼 된 부분이 있는 지렁이들도 있던데 밴드처럼 된 부분은 왜 그런건가요?
안녕하세요. 질문자님.이중철 과학기술전문가입니다.🙂질문하신 내용 잘 읽어보았습니다.지렁이 몸에 있는 하얀 밴드에 대해 궁금해하시는군요. 몸에 이상이 있는 건지 궁금해하시는 마음이 이해가 됩니다. 그 부위의 정체를 최대한 명쾌하게 답변해 드릴게요! ✨1.질문의 요지:지렁이 몸에 있는 하얀색 밴드 모양의 불룩한 부위가 무엇이며, 어떤 역할을 하는지 궁금해하시는군요.2.답변:가장 중요한 점: 지렁이 몸에 있는 하얀 밴드는 '환대(Clitellum)'라고 불리는 기관으로, 짝짓기와 번식에 필수적인 역할을 합니다. 이는 몸에 이상이 생긴 것이 아니라, 성숙한 지렁이에게 나타나는 정상적인 기관입니다.3.구체적인 설명 및 근거:이유: 지렁이는 암수 한몸인 자웅동체(Hermaphrodite) 동물입니다.하지만 스스로 수정하지는 못하고, 두 마리가 짝짓기를 통해 서로의 정자를 교환합니다.이때 환대가 바로 짝짓기와 번식의 핵심 기능을 수행합니다.4.(참고)실제 사례/대응방안 등:환대의 기능:점액 분비:짝짓기 시, 환대에서 끈적한 점액을 분비하여 서로의 몸을 연결하고 안정적인 자세를 유지하도록 돕습니다.난포(알집) 형성:짝짓기가 끝나면 환대에서 끈끈한 액체가 분비되어 고치 형태의 난포(Cocoon)를 만듭니다.이 난포는 시간이 지나면서 지렁이의 몸에서 미끄러져 나오는데, 그 안에는 정자와 난자가 함께 들어있습니다.수정 및 부화:난포 안에서 정자와 난자가 만나 수정이 이루어지고, 외부 환경으로부터 안전하게 보호받으며 알이 부화하게 됩니다.환대의 특징:- 환대는 모든 지렁이에게 있는 것이 아니라, 성적으로 성숙한 지렁이에게만 나타납니다.- 주로 몸의 앞부분(머리에서 약 1/3 지점)에 위치하며, 평상시에는 잘 보이지 않다가 짝짓기 시기가 되면 부풀어 오르고 색이 선명해집니다.5.결론: 지렁이 몸의 하얀 밴드는 번식을 위한 소중한 기관입니다.이 부위를 통해 지렁이는 다음 세대를 이어갈 수 있으므로, 오히려 건강하고 성숙한 지렁이의 증거라고 할 수 있습니다.=======궁금증이 조금이라도 해소되셨기를 바랍니다.이상, 이중철 과학기술전문가였습니다.🙂감사합니다.
생물·생명
Q. 미꾸라지가 모기 유충도 먹고 수질 개선에도 도움이 된다는데 수질 개선은 어떤 식으로 도움이 되는 건지요?
안녕하세요. 질문자님.이중철 과학기술전문가입니다.🙂질문하신 내용 잘 읽어보았습니다.미꾸라지의 수질 정화 능력에 대해 궁금해하시는군요. 작은 몸으로 큰 역할을 하는 미꾸라지의 비밀을 최대한 명쾌하게 답변해 드릴게요! ✨1.질문의 요지:미꾸라지가 모기 유충을 잡아먹는 것 외에, 수질을 개선하는 구체적인 원리와 방법이 궁금하시군요.2.답변:가장 중요한 점: 미꾸라지는 수질 오염의 원인 물질을 직접 섭취하거나, 바닥의 흙을 정화하고 용존 산소를 공급함으로써 수질 개선에 도움을 줍니다.3.구체적인 설명 및 근거:이유: 미꾸라지는 주로 연못이나 논처럼 물의 흐름이 느리고 바닥에 유기물이 많이 쌓이는 환경에 서식합니다.이러한 환경은 물이 쉽게 오염될 수 있는데, 미꾸라지는 먹이를 찾는 과정에서 자연스럽게 수질 정화 활동을 하게 됩니다.4.(참고)실제 사례/대응방안 등:유기물 제거:미꾸라지는 물속에 떠다니는 플랑크톤이나, 바닥에 쌓인 동물 배설물, 죽은 유기물 찌꺼기 등을 먹고 삽니다.이는 물을 탁하게 만드는 부유물과 오염원을 직접 제거하여 물의 깨끗함을 유지하는 데 큰 도움이 됩니다.바닥 흙 정화(교반 작용):미꾸라지는 먹이를 찾기 위해 진흙이나 모래 바닥을 파고드는 습성이 있습니다.이 과정에서 바닥에 쌓인 유기물이 분해될 수 있도록 산소를 공급하는 '교반 작용'을 일으킵니다.이는 혐기성(산소가 없는) 상태에서 발생하는 악취와 유독 가스 생성을 억제하고, 바닥의 퇴적물이 썩는 것을 막아줍니다.용존 산소 공급:미꾸라지는 장 호흡을 하는 특징이 있습니다.공기 중 산소를 들이마신 후 장을 통해 산소를 흡수하고 배설물 형태로 내보내는데, 이 과정에서 물속에 산소를 공급하는 효과를 얻을 수 있습니다.모기 유충 제거:미꾸라지는 모기 유충(장구벌레)의 주요 천적입니다.특히 stagnant water(고인 물)에서 모기 유충이 번식하는 것을 효과적으로 막아줍니다.5.결론: 미꾸라지는 수질 오염 물질을 직접 먹고, 바닥의 흙을 뒤섞어 산소를 공급하며, 해충을 제거하는 등 다양한 방식으로 수중 생태계를 건강하게 유지하는 중요한 역할을 수행합니다.=======궁금증이 조금이라도 해소되셨기를 바랍니다.이상, 이중철 과학기술전문가였습니다.🙂감사합니다.
생물·생명
Q. DNA와 RNA의 차이점은 무엇이며 각각의 기능은 무엇인가요
안녕하세요. 질문자님.이중철 과학기술전문가입니다.🙂질문하신 내용 잘 읽어보았습니다.생명 과학의 핵심인 DNA와 RNA의 차이와 역할에 대해 궁금해하시는군요. 두 핵산의 근본적인 차이점을 명쾌하게 답변해 드릴게요! ✨1.질문의 요지:DNA와 RNA의 근본적인 차이점과 각각의 주요 기능이 무엇인지 궁금해하시는군요.2.답변:가장 중요한 점: DNA와 RNA는 유전 정보를 담는다는 공통점이 있지만, '염기', '당', '구조'에서 근본적인 차이가 있으며, DNA는 유전 정보의 '저장', RNA는 유전 정보의 '전달'을 주요 기능으로 합니다.3.구체적인 설명 및 근거:이유: 두 물질의 이름에 그 차이가 담겨 있습니다.DNA: Deoxyribonucleic Acid (디옥시리보핵산)RNA: Ribonucleic Acid (리보핵산)이름에서 '디옥시(Deoxy)'는 '산소(Oxygen)가 제거된(De-)'이라는 뜻으로, DNA는 RNA보다 산소 원자가 하나 부족한 '디옥시리보스'라는 당을 사용합니다.이 미묘한 차이가 두 핵산의 성질과 역할을 결정짓습니다.4.(참고)실제 사례/대응방안 등:구조적 차이:① DNA: 이중 나선(Double Helix) 구조로 매우 안정적입니다. 마치 두 개의 사다리가 꼬인 듯한 형태로, 유전 정보를 장기간 보관하는 데 최적화되어 있습니다.② RNA: 주로 단일 가닥(Single-strand) 구조로 DNA보다 불안정합니다. 필요에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있어 유전 정보를 전달하고 단백질을 만드는 데 유연하게 사용됩니다.구성 성분 차이:당(Sugar): DNA는 '디옥시리보스'를, RNA는 '리보스'를 사용합니다.염기(Base): DNA는 아데닌(A), 구아닌(G), 사이토신(C), 티민(T)을 사용합니다. RNA는 티민(T) 대신 우라실(U)을 사용합니다.주요 기능 차이:① DNA: 생물의 모든 유전 정보를 담고 있는 본체입니다. 마치 도서관의 원본 책처럼 정보를 안전하게 보관하고 필요할 때 복제하는 역할을 합니다.② RNA: DNA의 유전 정보를 복사하여 단백질을 합성하는 공장으로 정보를 전달하는 역할을 합니다. 복제본 책처럼 DNA의 정보를 가지고 세포질로 이동하여 단백질을 만드는 데 참여합니다.5.결론:DNA는 '정보의 마스터 키'로서 유전 정보를 저장하는 역할을, RNA는 '정보의 전달자'로서 DNA의 지령에 따라 단백질을 만들어 생명 활동을 수행하는 역할을 합니다.=======궁금증이 조금이라도 해소되셨기를 바랍니다.이상, 이중철 과학기술전문가였습니다.🙂감사합니다.