안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
생물·생명
Q. 쥬라기공원의 공룡복원같은 일이 가능한 일인가요?
안녕하세요.현재의 유전공학 기술로 이론상 쥬라기 공원의 방법처럼 공룡을 복원 할 수 있습니다.다만 한가지 걸림돌이 있는데, 공룡의 온전한 DNA가 발견되지 않는 것 입니다.DNA의 구조는 잘 보관하더라도 10만년 이상이 지나면 변형된다고 합니다.공룡은 너무 오래전에 멸종하여 전체적인 서열을 아는 것은 힘들 것입니다.공룡보다 비교적 최근에 멸종한 매머드의 경우도 복원하려는 많은 시도가 있지만 아직 성공하지 못한 것으로 보아 공룡의 복원은 더 가능성이 낮을 것으로 생각됩니다.유전물질이 들어있는 공룡 세포가 발견되긴 했지만 아직 해독되지 않았고 복원에 사용할 만큼 온전하지는 않을 것으로 보입니다.이런 문제 때문에 다른 방법도 시도되고 있는데 조류의 배아를 조작하여 공룡에게서 발견되는 특성을 발현시켜 보는 것입니다. 예를들면 병아리가 발생하면서 이빨이 있었다가 사라지면서 부리가 되는데 이 과정을 억제시키면 이빨이 있는 닭을 만들 수 있습니다. 물론 닭의 유전자에는 공룡의 유전자가 일부만 남아있을 것이기 때문에 완벽한 복원은 불가능 하겠지만 이런 관점도 무척 재미있다고 생각합니다.
생물·생명
Q. 유전자변형작물은 왜 우리 몸에서 부작용을 일으키나요?
안녕하세요.예전에는 유전자 변형작물에 대한 걱정으로 여러가지 부작용이 있을 수 있다 라는 말이 퍼졌습니다.유전자를 변형했다는 점 때문에 사람들에게 부정적인 이미지를 가지게 했습니다.하지만 유전자 변형작물을이 인체에 해를 끼친다는 증거는 아직까지 발견되지 않았습니다.유전자 변형작물은 작물의 유전자를 편집하여 수확량을 늘리거나, 병충해에 강하게 하는 등의 기능을 가지게 한 것입니다. 작물의 성분은 달라진 것이 딱히 없고, DNA같은 유전물질은 소화과정에서 단위체로 분해되어 유전정보가 다 사라지기 때문에 섭취한다 해서 몸에 영향을 줄 수 없습니다.또 유전자 변형작물은 여러 테스트를 거쳐 알레르가를 유발하면 식약처 같은 기관에서 허가를 내지 않기 때문에 유통될 수 없습니다.오히려 땅콩같이 알레르기가 일어나는 작물에서 알레르기 원을 제거하여 안전하게 섭취할 수 있게 만들기도 합니다.이런 유전자 변형은 속도가 빠른 품종개량과 비슷합니다.초기 작물과 현재 작물을 비교해보면 엄청나게 다르다는 것을 알 수 있습니다.유전자 변형작물에서 올 수 있는 부작용은 작물 자체에서 오는 부작용 보다는 부수적인 부작용이 있습니다.유전자를 변형하면서 작물이 제초제나 농약을 많이 사용해도 죽지 않게 할 수 있어 기존 작물보다 농약과 제조제 사용이 늘 수 있습니다. 그리고 작물의 유전자가 다른 식물에게 전해져 해당 식물도 제초제 내성이 생기면 제초제가 듣지않는 잡초가 생성되어 농경에 피해를 줄 수 있습니다.
생물·생명
Q. 면역시스템이 우리몸을 방어하는 방법에 대해 알려주세요.
안녕하세요.우리 몸의 면역 체계는 면역세포들에 의해 조절됩니다. 면역세포들은 우리 몸에 속하는 것과 속하지 않은 물질을 구별할 수 있습니다.그래서 우리 몸에 속하지 않는 것이 안으로 들어오면 공격하여 제거합니다.이렇게 자기와 비자기를 구별하는 방법은 체내로 침투한 물질의 항원을 인식하는 것 입니다.항원은 주로 세균, 바이러스, 기생충, 암세포 등이 가진 특이한 단백질이나 당 구조입니다.면역에는 선천적 면역과 후천적 면역이 있는데, 선천적 면역은 태어날 때부터 가진 기본적인 면역체계입니다.여러가지 면역세포들이 가진 기능이지만, 세균을 직접적으로 제거한다는 비슷한 점이 있습니다. 외부 침입자가 처음 침입하더라도 반응하여 제거하며, 대신 후천면역과 달리 항원을 기억하지는 않기 때문에 다시 같은 침입자가 들어온다해서 면역반응이 더 많이 일어나지는 않습니다.백혈구에 속하는 세포들이 세균이나 해당 물질을 삼킨 후 분해시켜 제거합니다.삼키기 너무 큰 물질은 효소나 다른 독성물질을 분비하여 제거합니다. 보통 기생충같은 거대한 침입자를 제거할 때 사용합니다.후천면역은 한 번 들어왔던 항원을 기억하여 해당 항원을 가진 침입자가 다시 침입했을때 항원에 대응하는 항체를 생산하여 항원특이적으로 면역반응을 일으킵니다. 처음 침입한 물질에 대해 이것을 잘 공격하는 방식을 기억해 두고 다시 사용하며, 처음 침입보다 다음 침입 때 더 효과적으로 대응합니다.이런 면역기능 덕분에 백신으로 다양한 질병을 예방 할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 지하 몇미터까지 생물이 살 수있을까요?
안녕하세요.사람이 가장 깊게 판 땅의 깊이는 12km입니다.하지만 이 때는 지층 아래 생물에 대해서 조사하지는 않았는데요,예전 남아프라키의 금광에서 조사한 결과 1.3km 아래에 서식하는 선충이 발견된 적이 있고, 3.6km 아래에서 흐르는 물을 받아 검사하여 특정 선충의 DNA를 발견했다고 합니다.
생물·생명
Q. 세포 주기의 각 단계를 설명해주세요!
안녕하세요.우리 몸의 세포는 세포분열과정에서 순서가 정해진 일련의 과정이 있습니다.이는 세포 분열이 끝난 후 생긴 세포에서 다시 시작되어 계속 반복되어 세포 주기라고 불립니다.그리고 한 주기가 완전히 끝나는 시간을 세대시간이라고 합니다.세대시간은 세포 종류에 따라 많은 차이가 납니다.세포 주기는 G1 S G2 M 의 4단계로 나눕니다.G1기는 세포 분열이 끝난 직후부터 DNA 합성이 일어나기 전의 기간입니다.이 기간동안 세포는 휴지기에 들어갈지, 다음 주기를 시작할지 결정하게 됩니다. 휴지기로 들어가는 세포는 G0기에 머문다고 하며 성장인자와 같은 신호가 와서 분열을 재개하는 것을 결정하기 전 까지 분열에 필요한 과정을 멈춥니다. 신경세포나 근육세포들이 G0기에 머무른다고 할 수 있습니다.만약 증식하기로 결정하면 세포 성장에 필요한 다양한 효소와 세포 소기관을 늘리고 세포의 크기가 커집니다.S기는 DNA를 2배로 복제하는 시기입니다. 세포분열을 하려면 나누어지는 세포 각각에 DNA가 동일하게 포함되어야 하므로 DNA양을 2배로 복제합니다.G2기는 DNA 합성이 끝난 후 분열에 필요한 여러가지 단백질을 합성하는 시기입니다.M기는 분열기이며 분열 단계에 따라 전기 전중기 중기 후기 말기 로 나눌 수 있습니다.세포 주기 중에 세포의 상태가 정상인지, 분열이 가능한지 점검하는 체크포인트가 있습니다. G1과 G2 단계의 끝부분에서 DNA에 발생한 여러가지 이상을 점검합니다.이상이 있을 경우 세포는 DNA를 수정하거나 세포사멸 과정을 진행하여 스스로를 제거합니다.이런 체크포인트에 이상이 생기면 세포주기의 조절이 정상적으로 이루어지지 않으며 암세포의 발생으로 이어질 수 있습니다.
생물·생명
Q. 초식공룡 브라키오사우루스(Brachiosaurus)는 뼛조각 화석 일부만 발견되었나요? 온 몸의 뼈가 전체적으로 발견 되었나요?
안녕하세요.성체 브라키오사우르스의 크기가 매우 커서 100%의 완벽한 화석은 발견되지 않았습니다. 발견된 화석 중 가장 상태가 좋은것은 80%의 부분이 보존되어 있었습니다.20%모자라지만 다른 브라키오사우르스 화석들과 비교하여 모자란 부분을 채워넣을 수 있었습니다.(기존에 따로 발굴된 부분들로)2007년 미국에서 브라키오사우르스 아성체(새끼)의 화석은 거의 완벽한 상태로 발견되었습니다.
생물·생명
Q. 겔전기영동 실험에서 각각 겸상적혈구빈혈증의 헤모글로빈과 정상 헤모글로빈의 DNA의 위치가 다르게 나타난 까닭?
안녕하세요.겸상적혈구빈혈증은 유전자 이상으로 나타나는 병이고, 헤모글로빈 유전자의 염기서열 한개가 돌연변이되어 나타나는 증상입니다.전기영동 전에 각각의 유전자에 PCR을 하여 유전자를 증폭시키고특정 제한효소를 처리했을 것 입니다.제한효소는 DNA염기서열 중 특정 서열을 인식하여 잘라내는 기능이 있습니다. 일반 적혈구와 겸상적혈구의 유전자는 단 하나가 다르기 때문에 일반 적혈구에서 그 부분을 자를 수 있는 제한효소를 처리한다면,일반 적혈구의 DNA는 제한효소에 의해 그 부분이 잘리지만, 겸상 적혈구의 DNA는 돌연변이되어 서열이 달라서 잘리지 않습니다.겸상적혈구 빈혈증에 관해서 3가지 조합의 유전자형이 있습니다.정상유전자를 A 겸상유전자를 a라고 표현한다면,정상적혈구 AA, 겸상적혈구체질 Aa ,겸상적혈구 빈혈증 aa 이렇게 3가지의 조합이 있습니다. 겔 전기영동은 분자량이 작은 DNA절편이 더 멀리 이동합니다.제한효소가 정상인 적혈구 유전자의 부위를 자르므로정상적혈구는 두 종류의 작은 DNA절편만 다수 > 멀리 이동하는 두개의 밴드가 나타남겸상적혈구 체질은 A만 잘리고 a는 잘리지 않아 두종류의 작은 DNA절편과 한개의 큰 DNA 절편을 모두 가짐>밴드가 3개 나타남(멀리 이동하는 밴드 두개, 조금이동한 밴드 한개)겸상적혈구빈혈증 환자는 aa 둘다 잘리지 않으므로 큰 DNA 절편만 가짐 >크기가 큰 한 개의 절편만 있으므로 조금만 이동한 밴드 한개
생물·생명
Q. 하루살이는 조명에 타 죽기도 하나요??
안녕하세요.하루살이나 나방같이 불을 쫒는 곤충류는 대부분 외부 조명에 방향감각이 교란되어 불빛쪽으로 향하게 됩니다.그래서 조명이 뜨겁다면 열에 의해 타서 죽기도 합니다.
생물·생명
Q. 고춧가루, 양파 재채기가 나오는 이유가 뭔가요??
안녕하세요.우리눈에는 분자수준의 입자가 너무 작아 보이지 않지만, 냄새를 맡았다는 것은 해당 물체를 구성하는 분자 일부가 우리 코의 후각상피세포에 도달했다는 의미입니다.그래서 실제로 고춧가루나 양파의 입자가 콧 속으로 들어갔다고 볼 수 있습니다.양파가 잘릴 때 세포가 파괴되면서 양파속의 황화합물이 효소로 인해 최루성 물질로 변해 휘발되기 때문입니다.그래서 공기중으로 퍼져나가고 코 안쪽을 자극해 재채기가 유발됩니다. 고춧가루의 경우 캡사이신이 코 안쪽을 자극해 재채기를 유발합니다.
생물·생명
Q. 무성생식-분열법으로 생식하는 생물중 다세포 생물은 어떤것이 있나요?
안녕하세요.무성생식 분열법으로 생식하는 생물이 단세포 생물이 대부분 인 것은 단세포의 경우 세포 자체가 수가 늘어나는 방식이기 때문입니다. 이런 이분법은 모체와 자손이 똑같아서 서로 구분지을 수 없을 때를 뜻하는데다세포 생물의 경우 같은 양으로 반으로 갈라져 개체를 증식하는 예시를 찾기가 힘든 것 같습니다.그래서 분열법은 단세포의 경우만을 지칭한다고 보는 시각도 있습니다.그래도 몇가지 예시를 찾아본다면일부 말미잘이 반으로 갈라져 분열하여 번식할 수 있다고 하며,산호는 출아법으로 번식할 수도 있지만, 폴립이 둘로 나누어지면서 번식하는 이분법으로 증식할 수도 있습니다.또 이건 경우가 조금 다르지만 플라나리아를 정확히 반으로 갈라 두마리로 만든다면 무성생식중 분열법으로 볼 수도 있을 것 같습니다.