Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 항온동물은 어떠한 원리로 계속 온도를 유지하나요?
안녕하세요. 항온동물 또는 온혈동물(hemeotherms)은 외부 환경 온도에 관계없이 체온을 일정하게 유지할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 이 능력은 체온 조절 기작(thermoregulation)에 의해 이루어지며, 주로 대사적, 생리적 반응과 신경 조절에 의해 조정됩니다. 체온은 일정하게 유지하는데 중요한 생화학적 반응과 세포들은 다양한 역할을 하며, 이러한 과정들은 신체의 에너지 대사 및 열 생산과 관련이 있습니다. 항온동물은 내부 대사 과정(Metabolism)을 통해 열을 발생시킵니다. 특히, 세포 호흡(cellular respiration)은 주요한 열 생산 과정입니다. 세포 호흡은 영양소를 산화하여 ATP를 생성하는 과정에서 에너지가 방출되며, 이 에너지의 일부가 열로 변환되어 체온을 유지하는데 사용됩니다. 미토콘드리아에서 일어나는 이 과정은 체온 유지의 핵심 기작입니다. 또한, 특정 조직(갈색지방세포, brown adipose tissue)은 열을 생성하는데 중요한 역할을 하며, 이를 비떨림 열 발생(non-shivering thermogenesis)이라고 합니다. 갈색지방세포는 항온동물의 체온 조절에 있어 중요한 세포입니다. 이 세포는 일반적인 백색지방세포와 달리 열을 직접적으로 생성할 수 있습니다. 갈색지방세포에는 다량의 미토콘드리아가 포함되어 있어, 탈공역 산화반응(uncoupled oxidative phosphorylation)을 통해 ATP를 생산하지 않고 열을 방출합니다. 이 과정은 UCP-1(탈공역 단백질 1, uncoupling protein 1)이라는 단백질이 관여하며, 갈색지방세포는 주로 추운 환경에서 활성화됩니다.
Q. 락스가 곰팡이를 죽이는 화학적 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 차아염소산 나트륨(NaOCl)의 곰팡이 제거 원리는 주로 산화 작용(oxidation)에 기반합니다. 락스의 주성분인 차아염소산나트륨은 물에 녹으면 차아염소산(HOCl)과 수산화 나트륨(NaOH)으로 분해됩니다. 여기서 공팡이를 제거하는 주요 활성 성분은 차아염소산입니다. 차아염소산은 매우 강력한 산화제로, 곰팡이의 세포 구조를 산화시키고 파괴하는 능력이 있습니다. 차아염소산은 곰팡이 세포의 외부 세포벽과 세포막을 산화시켜 그 구조적 무결성을 손상시킵니다. 특히 세포막의 지질 성분이 산화되어 막의 투과성이 증가하고, 세포 내부의 물질 이동이 제어되지 않으면서 세포가 손상됩니다. 또한 차아염소산은 곰팡이 세포 내부의 단백질 및 핵산(DNA와 RNA)을 산화시켜 그들의 기능을 변성시킵니다. 단백질 변성은 곰팡이의 효소 활동을 방해하여 대사 과정을 억제하고, DNA 손상은 곰팡이 세포의 복제 및 생장 능력을 상실하게 만듭니다. 결국 이러한 산화과정은 곰팡이 세포를 사멸시킵니다. 이 과정에서 차아염소산은 산소 원자(O)를 제공하여 곰팡이 세포의 주요 생체분자와 결합하게 됩니다. 이는 활성 산소(reactive oxygen species)라고 불리며, 강력한 산화 작용을 통해 다양한 미생물의 세포를 파괴합니다. 따라서 차아염소산은 곰팡이뿐만 아니라 박테리아나 바이러스 같은 미생물 제거에도 효과적입니다.
Q. 물질의 분자식을 보고 몇가 염기인지 알 수 있는 건가요?
안녕하세요. 두 분자ㅡ폴리뷰티레닌(C₈H₁₅N₇O₂S₃)과 시메티딘(C₁₀H₁₆N₆S)ㅡ의 분자 구조로부터 염기성 및 가능한 가수를 결정하는 것은 그들이 포함하고 있는 기능성 그룹과 관련된 화학적 성질에 기반을 둡니다. 이러한 결정은 분자 구조의 해석과 해당 분자들이 나타내는 화학적 특성에 대한 이해를 필요로 합니다. 플리뷰티레닌의 구조는 여러 개의 질소(N)를 포함하고 있으며, 이는 통상적으로 분자의 염기성을 나타냅니다. 질소 원자는 고립된 전자쌍을 가지고 있어, 프로톤(H⁺)을 수용할 수 있는 염기성 사이트로 작용할 수 있습니다. 그러나 이 분자가 특정 수의 프로톤을 사용할 수 있는 '가수'를 결정하기 위해서는 더 상세한 구조적 정보가 필요합니다. 이는 실험적 방법 혹은 계산 화학을 통해 얻을 수 있는 데이터에 의존합니다. 시메티딘 역시 분자 내에 여러 질소 원자를 포함하고 있어 염기성을 나타낼 수 있습니다. 시메티딘은 잘 알려진 항히스타멘지로, 그 구조 내에서 특정 질소 원자들이 프로톤을 수용함으로써 작용합니다. 이 분자의 염기성은 특히 질소에 연결된 치환 기가 전자를 끌어당기는 능력에 따라 달라질 수 있습니다. 분자가 몇가인지 염기인지를 판단하는 것은 간단히 분자식만으로 결정할 수 있는 것은 아닙니다. 구조적 분석, 즉 각 기능성 그룹의 화학적 환경을 이해하고, 실험 데이터나 계산화학적 방법을 통해 그들의 염기성을 평가해야 합니다. 이러한 분석은 각 분자의 전체적인 화학적 행동을 이해하는데 필요한 요소입니다.
Q. 메머드 코끼리가 빙하에서 발견되었다는데요..
안녕하세요. 실제로, 메머드 코끼리의 유해가 시베리아의 영구 동토층에서 잘 보존된 상태로 발견되는 경우가 있었습니다. 이로 인해 과학자들은 메머드의 DNA를 추출하여 분석할 수 있었습니다. 보존 상태가 좋은 메머드에서 DNA를 추출하는 것은 가능하지만, 수천 년 동안의 환경 노출로 인해 DNA가 분해되어 완전하지 않은 경우가 많습니다. 완전하고 연속적인 DNA 서열을 얻기는 어렵지만, 최근의 과학 기술 발전으로 부분적인 DNA 서열을 복원하는 것은 가능해지고 있습니다. 메머드 코끼리를 클로닝하기 위해서는 완전한 DNA 서열이 필요하며, 이를 현존하는 종, 예를 들어 아시아 코끼리의 난자에 주입하여 발달을 시작해야 합니다. 그러나 이 과정에서 여러 기술적, 윤리적 문제가 동반됩니다. 현재 기술로는 DNA 손상 부분을 복구하거나 대체하는데 한계가 있습니다. 메머드와 같은 멸종된 종을 복원하는 프로젝트는 큰 윤리적, 생태적 질문을 불러일으킵니다. 복원된 종이 자연 환경에 잘 적응할 수 있을지, 혹은 그로 인해 기존 생태계에 어떤 영향을 미칠지에 대한 문제입니다. 또한, 이러한 종을 복원하는 것이 과연 자연에 대한 인간의 책임과 권리 범위 내에 있는지에 대한 윤리적 논의가 필요합니다. 현재 일부 과학자들은 실제로 메머드 DNA를 이용하여 메머드의 일부 특징을 가진 코끼리를 만드는 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 멸종 위기에 처한 코끼리 보호와 같은 실질적인 목표에 기여할 수 도 있습니다.
Q. 이거이해가잘앙되여ㅕㅜㅜㅜㅜㅜㅜ
안녕하세요. 질문 하신 분이 함수의 형태와 그래프 방향에 대한 혼동이 있으신 것 같습니다. 여기서 주어진 함수는 y = x-2 / x+1 입니다. 이 함수의 그래프는 2, 4사분면에 그려지는 이유를 이해가 가능하도록 쉽게 설명드려보겠습니다. 함수의 해석 - 수평 점근선과 수직 점근선의 확인 : 수직 점근선(vertical asymptote) : 함수에서 분모가 0이 되는 x = -1에서 수직 점근선이 존재합니다. 수평 점근선(horizontal asymptote) : x의 값이 매우 크거나 매우 작을때, y의 값은 x / x = 1에 가까워지므로 y = 1이 수평 점근선입니다. - 함수의 부호와 증감 패턴 : x = -1을 기준으로 왼쪽(x x = -1을 기준으로 오른쪽(x > -1)에서는 x+1이 양수이며, x-2가 음수인 경우(-1 최대값과 최소값의 해석 - 주어진 구간 -1 - 구간 내에서 x가 -1에서 점점 증가하면 y는 -∞에서 시작해 1까지 증가하고, x가 2를 지나면서 y는 다시 감소하여 y = -1로 다가갑니다. - 최대값과 최소값은 주로 점근선 근처에서 결정되므로, 이 구간에서 y의 최대값은 1에 근접한 값이 되고, 최소값은 이론적으로는 -∞에 근접할 수 있습니다.