안녕하세요
생물·생명
Q. 원핵생물의 DNA 복제 과정에서는 진핵생물처럼 한계가 존재하지는 않나요?
원핵생물의 DNA 복제 과정은 진핵생물과 달리 한계가 존재하지 않습니다.이는 원핵생물의 DNA 구조적 특성 때문입니다.원핵생물은 보통 원형의 염색체를 가지고 있습니다. 이런 원형 DNA는 진핵생물의 선형 DNA와 달리 말단 부위가 존재하지 않기 때문에 복제 과정에서 말단이 짧아지는 문제가 발생하지 않는 것이죠.
생물·생명
Q. 적혈구 빈혈증이 말라리아에 저항성을 가진 이후에 무엇인가요?
말라리아 원충은 적혈구 내에서 증식합니다.그런데 겸형 적혈구는 산소 농도가 낮아지면 낫 모양으로 변형되는데, 이 과정에서 적혈구 내부 환경이 불안정해지고, 원충이 필요로 하는 영양분이 부족해지거나 대사 과정이 방해를 받게 됩니다. 그래서 원충이 자라기 어렵게 됩니다.또한 낫 모양으로 변형된 적혈구는 정상 적혈구보다 더 빨리 파괴되어 비장에서 제거됩니다.특히 말라리아 원충이 감염된 적혈구는 이런 현상이 더 심하게 나타나게 되고 결과적으로 원충이 번식하고 확산되기 전에 감염된 적혈구 자체가 몸에서 제거되어 병의 진행을 막는 결과를 가져오는 것이죠.게다가 말라리아의 합병증 중 하나는 감염된 적혈구가 뇌와 같은 중요한 장기의 모세혈관 벽에 달라붙어 혈액 흐름을 막는 것입니다. 그런데, 겸형 적혈구는 이러한 부착력이 약하기 때문에 혈관 폐쇄로 인한 합병증도 줄어들게 됩니다.결론적으로 겸형 적혈구 빈혈증 유전자는 말씀하신대로 한편으로는 빈혈을 유발하지만, 또 다른 한편으로는 말라리아가 만연한 지역에서 생존율을 높이는 장점이 된 것이죠.
생물·생명
Q. 우리나라에도 산양이 야생에서 살아가고 있네요
결론부터 말씀드리면 산양은 우리나라의 대표 토종 야생 동물 중 하나로, 오래전부터 한반도에서 살아왔습니다.산양은 주로 강원도 설악산이나 비무장지대(DMZ) 인근, 그리고 경북 울진, 봉화 등 백두대간의 험준한 산악 지대에 서식하는 것으로 알려져 있습니다. 과거 무분별한 남획과 서식지 파괴로 개체수가 급감하며 멸종 위기에 처하기도 했지만, 보호 노력 덕분에 최근에는 개체 수가 조금씩 회복되는 추세입니다.그리고 말씀하신 문경에서 산양이 발견되었다는 것은 그만큼 서식지가 확장되고 있다는 신호로 볼 수 있죠.
생물·생명
Q. DNA 리가아제와 중합효소는 어떤 점에서 다른가요?
결론부터 말씀드리면 DNA 중합효소는 새로운 DNA 가닥을 합성하는 역할을 하고, DNA 리가아제는 끊어진 DNA 가닥을 연결하는 역할을 합니다.좀 더 자세히 말씀드리면 DNA 중합효소는 새로운 DNA 가닥을 합성하는 주된 역할을 합니다. 주형 가닥을 따라 뉴클레오타이드를 하나씩 추가하여 DNA 사슬을 길게 늘리죠.반면에, DNA 리가아제는 DNA 가닥의 끊어진 부분을 연결하는 역할을 담당합니다.특히, DNA 복제 시 지연 가닥에서 만들어지는 짧은 DNA 조각들을 서로 이어 붙이는 데 필수적입니다.
생물·생명
Q. 초파리가 눈에 알을 낳는다는데 목속에도 낳나요?
무엇보다 먼저 초파리가 사람 눈에 알을 낳거나, 몸 안에 들어가서 유충이 장기를 파먹는 일은 발생하지 않습니다.우리가 흔히 보는 초파리는 부패한 과일이나 음식물 쓰레기에 알을 낳습니다. 초파리 유충은 이 부패한 유기물을 먹고 자라는데, 사람의 몸은 초파리가 알을 낳고 유충이 자라기에 적합한 환경이 아닙니다.또한 사람의 눈은 눈물이나 면역체계 등으로 외부 물질을 방어하는 기능이 뛰어나고, 결막염 같은 염증 반응을 일으키는 세균이 아닌 이상 초파리가 알을 낳고 유충이 부화하기는 매우 어렵습니다.만약 초파리가 음식물과 함께 우연히 입으로 들어가더라도 위산 등 강력한 소화 효소에 의해 죽게 되며 기관지나 식도에 알을 낳고 기생하는 일은 불가능합니다.그리고 파리 유충이 살아있는 척추동물의 몸에 기생하여 조직을 파먹고 사는 질환을 '구더기증'이라고 합니다.그런데 모든 파리가 구더기증을 유발하는 것은 아닙니다. 주로 쇠파리(Bot flies), 쉬파리(Flesh flies) 등 일부 파리 종이 동물의 상처 부위나 피부에 알을 낳아 구더기증을 일으킵니다. 사람에게도 드물게 발생하지만, 이는 대개 위생 환경이 매우 열악한 곳에서 나타나며, 일반적인 환경에서는 거의 발생하지 않습니다.결론적으로, 초파리가 사람의 눈이나 몸 내부에 알을 낳아 실명시키거나 몸을 파먹는다는 것은 근거 없는 이야기입니다.
생물·생명
Q. 온몸이 하얗게 되는 병을 알비노라고하던데 그반대로 검은색으로 되는 병도 있을까요?
네, 말씀하신 것 처럼 온몸이 하얗게 되는 알비노와 반대로 피부가 검은색으로 변하는 질환도 있습니다.알비노처럼 멜라닌과 관련되는데, 멜라닌 색소가 과도하게 생성되거나 특정 부위에 침착되면 피부가 검게 변하는 현상이 나타납니다. 이러한 현상을 과색소침착이라고 합니다. 다만, 과색소침착은 알비노증처럼 전신에 나타나는 경우는 드물고, 주로 특정 부위에 국소적으로 발생합니다.
생물·생명
Q. 유전학과 생태학을 이해할 때 가장 핵심적인 개념은 무엇일까요??
사실 공부할 것이 너무 많아서 어떤 것을 콕 찝기는 힘듭니다.그래도 가장 중요한 것이라면 핵심 개념들을 연결하는 것입니다.유전학은 유전자, DNA, 염색체와 같이 생명체의 특성을 결정하고 다음 세대에게 전달되는 원리를 다루는데, 특히 멘델의 유전 법칙과 유전적 변이의 원인을 이해하고 기본 개념으로 이해를 해둬야 공부가 수월해집니다.생태학은 개체군이나 군집, 생태계 등 생물들이 환경과 어떻게 상호작용하는지를 계층적으로 연구하는데, 여기서는 에너지의 흐름과 물질 순환을 이해하는 것이 핵심입니다.그리고 이 두 학문의 연결고리는 진화입니다. 유전적 변이가 생물 집단 내 다양성을 만들고, 환경에 적응한 개체가 더 잘 살아남아 번식하는 과정을 이해해야만 합니다.사실 이는 매우 기초적인 계념이지만, 계속 다루게 될 부분이기도 하기에 잘 이해를 해둬야 합니다.
생물·생명
Q. 아무래도 여름에는 녹조현상이 심할텐데요, 기사에 많이 접하지는 많지 않다 보니까요, 현재는 어떠할까요?
말씀하신 대로 최근 몇 년간 녹조현상에 대한 뉴스가 크게 보도되지 않았을 수 있습니다.하지만 이는 문제가 해결된 것이라기 보다, 녹조가 이제는 매년 여름마다 발생하는 일상적인 현상이 되어버렸기 때문이기도 합니다. 간단히 말해 뉴스거리가 되지 않는 것이죠.실제 지난 2024년 여름에도 우리나라의 주요 강과 호수에서는 녹조 현상이 발생했으며, 특히 낙동강의 경우, 상류부터 하구까지 고농도의 녹조가 발생했고, 금강 역시 일부 구간에서 녹조가 발생했었습니다.당연히 올해도 낙동강과 한강, 금강에서 녹조현상이 나타났으며 여전히 현재 진행형이라 할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 우리가 흔히 먹는 과일, 채소는 사실 대부분 인류가 개량한 것이라는데 원래 모습은 얼마나 달랐을까요?
말씀하신대로 과일과 채소는 수천 년 동안 인류가 선택적으로 재배하며 개량한 결과물이 맞습니다.우리가 아는 모습과 본래 야생 상태의 모습은 매우 다르죠.대표적으로 바나나는 씨가 거의 없고 껍질을 쉽게 벗길 수 있지만, 야생 바나나는 크고 딱딱한 씨앗이 꽉 차 있었고, 과육도 적었습니다.수박 역시 17세기 이탈리아 화가 조반니 스탄키가 그린 수박 그림을 보면 오늘날 수박과 달리 과육이 얇고 씨가 많으며, 마치 6조각으로 나뉜 듯한 형태로 속이 비어있는 것을 볼 수 있습니다. 현재의 수박은 과육이 빨갛고 씨가 거의 없으며 당도가 훨씬 높죠.당근이나 복숭아, 옥수수 역시 야생의 그것과는 상당한 차이가 있습니다.말씀하신 '자연 그대로'라는 개념은 사실 상당히 어렵습니다.인류가 농업을 시작한 이래로 말씀하시는 의미의 자연 그대로의 식물은 거의 찾아보기 어렵습니다.그렇지만 현재 농업의 의미로 자연 그대로라고 한다면 유기농 방식의 재배에 좀 더 가까운게 아닐까 싶습니다.
생물·생명
Q. DNA의 복제 방식이 반보존적 복제라는 것은 어떻게 증명할 수 있나요?
DNA 복제 방식이 반보존적이라는 사실은 메셀슨-스탈 실험을 통해 증명되었습니다.이 실험의 핵심은 질소의 무거운 동위원소인 N-15과 가벼운 동위원소인 N-14를 이용해 DNA를 표지하는 것이었습니다.먼저, 대장균을 N-15배지에서 여러 세대 배양하여 모든 DNA를 무겁게 만들었습니다. 그런 다음, 이 대장균을 N-14배지로 옮겨 1세대 동안 복제시켰습니다. 이때 추출한 DNA를 원심분리한 결과, 무거운 DNA와 가벼운 DNA의 중간 밀도에 해당하는 밴드가 하나만 나타났습니다.이 결과는 보존적 복제 가설을 반박한 것이었죠.이어서 2세대 동안 추가로 복제시키자, 중간 밀도 밴드와 함께 가벼운 DNA 위치에 새로운 밴드가 나타났습니다.이 결과는 분산적 복제 가설 역시 반박한 결과였습니다.결론적으로, 이 실험은 DNA 복제 시 두 가닥이 분리되어 각각 새로운 상보적 가닥을 만드는 반보존적 복제 방식이라는 것을 증명한 것이었습니다.