Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 세계에서 무게가 가장 많이나가는 호박에 대한 질문입니다.
안녕하세요. 세계에서 가장 무게가 많이 나가는 호박 기록은 계속해서 갱신되고 있습니다. 최신의 기네스 세계 기록에 따르면, 2021년에 이탈리아에서 무게가 1226.5 kg 인 호박이 기록되었습니다. 이 호박은 스테파노 쿠티노라(Stefano Cutrupi)에 의해 재배되었으며, 이탈리아의 라 토스카나에서 열린 La Festa della zucca di Pesa)에서 측정되었습니다. 이러한 거대 호박들은 특별한 재배 기술과 지속적인 관리를 통해 자라며, 호박 재배자들 사이에서는 거대한 호박을 키우기 위한 경쟁도 치열합니다.
생물·생명
Q. 식물의 잎에 있는 엽록체는 어떤 역할을 하는 건가요?
안녕하세요. 엽록체는 식물 세포의 핵심 구성 요소로, 광합성(photosynthesis)을 수행하는 주된 기관입니다. 이들은 식물의 잎과 같은 녹색 부위에서 주로 발견되며, 태양 에너지를 화학 에너지로 변환하는 중요한 과정에 필수적입니다. 엽록체 내의 엽록소(chlorophyll)와 기타 색소들이 빛 에너지를 흡수하고, 이 에너지는 물(H₂O) 분자를 산화시켜 산소(O₂)를 방출하면서 동시에 이산화탄소(CO₂)를 화학적 에너지가 풍부한 포도당(glucose)으로 전환합니다. 이 과정은 식물이 생존하고 성장하는데 필요한 에너지를 제공하며, 지구 대기의 산소 균형 유지에도 중요한 역할을 합니다. 엽록체의 기능은 다음의 생화학적 반응으로 요약할 수 있습니다 : 6CO₂ + 6H₂O light energy→ C₆H₁₂O₆ + 6O₂ 이 식은 광합성 과정에서 탄소 이산화와 물이 포도당과 산소로 전환되는 것을 나타냅니다. 이 반응은 두 단계, 즉 빛 반응(light reactions)과 칼빈 주기(calvin cycle)로 구분됩니다. 빛 반응에서는 태양 에너지를 이용하여 에너지 통화인 ATP와 NADPH를 생성하고, 칼빈 주기에서는 이 에너지를 사용하여 이산화탄소를 포도당으로 변환합니다. 이 과정은 에너지 전환과 탄소 고정(carbon fixation)을 통해 식물이 자체적으로 필요한 유기물을 합성하는 근간을 이룹니다. 따라서 엽록체는 단순히 식물의 '양분 공장'으로서 기능을 수행하는 것이 아니라, 생태계의 에너지 흐름과 대기 조성을 조절하는데 중추적인 역할을 하는 생물학적 구조입니다.
생물·생명
Q. 이기적유전자라는 책에서 '확장된 표현형'이라는 단어가 나오는데 이것이 정확히 무엇을 뜻하는 것인가요?
안녕하세요. 리처드 도킨스가 그의 저서 '이기적 유전자'에서 소개한 '확장된 표현형(extended phenotype)' 개념은 유전학에서 매우 혁신적인 아이디어입니다. 이 개념은 유전자의 영향력이 그 유전자를 지닌 개체의 신체를 넘어서 환경에까지 미칠 수 있다는 것을 설명합니다. 전통적으로, 표현형은 유전자에 의해 결정되는 개체의 외형적, 생리적, 행동적 특성을 의미합니다. 하지만 도킨스는 이 개념을 확장하여, 유전자가 개체의 신체를 넘어 개체의 환경에도 영향을 미칠 수 있다고 주장합니다. 이렇게 환경에 영향을 미치는 유전자의 표현을 '확장된 표현형'이라고 합니다. 예컨데, 비버의 댐 건설 행동은 비버의 유전자에 의해 조절되는데, 이 댐은 비버 개체 자체의 생물학적 구조가 아니라 그들의 생존 환경을 변화시키는 요소입니다. 도킨스는 이러한 댐과 같은 구조물이 비버의 유전자에 의한 확장된 표현형의 예라고 설명합니다. 즉, 비버의 유전자는 댐을 건설하도록 비버에게 '명령'하고, 이 댐은 비버가 살아가는 환경에 중요한 영향을 미칩니다. 이 개념은 유전자가 자신을 복제할 최선의 방법을 찾아내기 위해 다양한 전략을 사용한다는 이론을 뒷받침합니다. 유전자가 다른 개체의 행동이나 환경까지 조절할 수 있다는 점에서, 이 기제는 유전자의 '이기적' 특성을 강조합니다. 유전자의 최종 목표는 자신의 생존과 복제를 극대화하는 것이며, 이를 위해 개체가 환경에 끼치는 영향까지 통제할 수 있다는 것입니다. 확장된 표현형 개념은 유전자의 기능과 영향력을 이해하는데 깊이를 더하며, 생물학적 진화를 바라보는 새로운 시각을 제공합니다.
생물·생명
Q. 여과액에 요소가 들어가있는건가요 아님 요소가 여과액으로 바뀐건가요
안녕하세요. 요소와 물이 콩팥을 통과하는 과정에서 일어나는 일을 이해하려면, 먼저 콩팥의 기능과 요소가 배설되는 방식을 살펴볼 필요가 있습니다. 콩팥의 주요 기능 중 하나는 혈액을 여과하여 불필요한 물질과 대사 산물을 제거하는 것입니다. 이 과정에서 형성되는 것이 바로 여과액(길로머룰러 여과액)입니다. 여과액은 콩팥의 구조인 사구체에서 혈액이 높은 압력 하에 여과되면서 생성됩니다. 이 과정에서 혈액 속의 물, 소금, 요소, 포도당, 아미노산 등이 사구체의 여과막을 통과하여 여과액으로 들어가게 됩니다. 중요한 점은, 이 여과액이 혈액의 모든 구성 요소를 포함하는 것이 아니라, 단백질이나 더 큰 분자들은 일반적으로 여과되지 않는다는 것입니다. 따라서, 여과액에 요소가 들어있다고 보는 것이 올바릅니다. 요소는 여과 과정을 통해 혈액에서 여과액으로 이동합니다. 요소 자체가 여과액으로 바뀌는 것이 아니라, 요소가 포함된 여과액이 콩팥을 통해 생성되고, 이후 요로를 통해 몸 밖으로 배출됩니다. 이 과정에서는 요소는 특히 중요한 노폐물 중 하나로, 단백질 대사의 최종 부산물로서 체외로 배출되어야 합니다. 이후 여과액은 신장의 세뇨관을 따라 이동하면서 물, 전해질, 그리고 다른 유용한 물질들이 재흡수되며, 최종적으로 남은 액체가 소변으로 몸 밖으로 배출되는 것입니다. 이 과정에서 요소와 같은 노폐물은 대부분 소변과 함께 배출되어, 체내에서 제거됩니다.
생물·생명
Q. 바이러스와 세균의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 바이러스와 세균은 감염성 질병을 유발하는 미생물이지만, 그들의 생물학적 특성과 구조는 근본적으로 다릅니다. 이 두 미생물 그룹 사이의 주된 차이점을 고찰하면, 세균은 독립적으로 생존 및 번식이 가능한 단세포 생물(prokaryotes)입니다. 세균은 자신의 DNA를 가지며, 자체적인 대사 과정을 통해 에너지를 생산하고, 세포 분열을 통해 번식합니다. 반면, 바이러스는 자체적인 대사 기능이 없는 비세포(non-cellular) 구조체로, 반드시 숙주의 세포 내에서만 자신의 유전자를 복제하고 단백질을 합성할 수 있습니다. 또한, 바이러스는 유전물질(DNA 또는 RNA)이 단백질 캡시드(protein capsid)에 의해 보호되는 구조를 가지며, 이 유전물질은 숙주 세포에 침입하여 숙주의 세포 기계를 사용하여 바이러스 입자를 생성합니다. 이러한 바이러스의 복제 과정은 숙주 세포에 종종 치명적이며, 이는 바이러스 감염이 세포 손상 및 질병을 유발하는 주된 이유입니다. 치료 측면에서 세균 감염은 항생제로 치료할 수 있으며, 항생제는 세균의 세포벽 합성을 방해하거나 단백질 및 RNA 합성을 저해함으로써 작용합니다. 그러나 바이러스 감염은 항바이러스제를 필요로 하며, 이러한 약물은 바이러스의 유전물질 복제나 단백질 합성 과정을 특이적으로 방해합니다. 이는 바이러스와 세균 감염의 진단 및 치료가 상이한 접근을 요구하는 이유입니다. 결론적으로, 바이러스와 세균은 그들의 생물학적 구조와 복제 방식이 근본적으로 다르며, 이는 감염통제와 의학적 개입에서 중요한 차이를 만듭니다.