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생물·생명
Q. 바이러스의 피막의 유무는 어떻게 결정되나요?
결론부터 말씀드리면 숙주 세포를 탈출하는 방식에 의해 결정됩니다.피막을 가진 바이러스는 숙주 세포의 세포막이나 핵막을 출아 방식으로 탈출하면서 숙주 세포의 막 성분을 획득합니다. 이때, 숙주 세포의 인지질 이중층 막이 바이러스를 감싸면서 피막을 형성하는데, 피막에는 바이러스 유전자에 의해 암호화된 당단백질이 박혀 있으며, 이 당단백질은 다음 숙주 세포에 부착하고 침투하는 데 중요한 역할을 합니다.반면 피막이 없는 바이러스는 숙주 세포를 파괴하고 터뜨리는 용해 방식을 통해 탈출합니다. 이 과정에서 숙주 세포의 막을 획득하지 않기 때문에 피막이 없는 것이죠. 이 바이러스들은 캡시드 단백질만으로 구성되어 있으며, 캡시드가 외부 환경에 직접 노출되어 있어 피막 보유 바이러스보다 환경에 더 강한 저항성을 가지는 특징이 있습니다.
생물·생명
Q. RNA 바이러스는 어떻게 유전 물질을 복제할 수 있나요?
RNA 바이러스는 크게 두 가지 효소를 이용해 유전 물질을 복제합니다.먼저 RNA 의존성 RNA 중합효소(RdRp)는 DNA가 아닌 RNA를 주형으로 삼아 새로운 RNA를 합성하는 효소입니다. 대부분의 RNA 바이러스는 이 효소를 이용해 유전자를 복제하는데, 양성 가닥 RNA 바이러스는 숙주 세포에서 이 효소를 직접 만들어내고, 음성 가닥 RNA 바이러스는 바이러스 입자 내에 이 효소를 이미 가지고 있습니다.두번째 역전사 효소는 RNA를 주형으로 DNA를 만드는 효소입니다. 주로 레트로바이러스가 이 효소를 가지고 있으며, 바이러스 RNA를 DNA로 바꾼 후 숙주 세포의 DNA에 끼워 넣어 증식하게 됩니다.그래서 RNA 바이러스는 숙주 세포의 DNA 복제 시스템을 사용하지 않고, 자체 효소를 이용해 유전 정보를 복제하고 증식할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 담뱃잎 모자이크 바이러스는 왜 이러한 명칭을 얻게 되었나요?
결론부터 말씀드리면 바이러스에 감염된 담배 식물의 잎에 모자이크와 같이 얼룩덜룩한 무늬가 생기는 특징적인 증상 때문에 이러한 이름이 붙었습니다.좀 더 자세히 말씀드리면 엽록소 손상으로 인해 잎의 초록색 부분이 부분적으로 노랗거나 연한 녹색으로 변하면서 마치 모자이크 타일을 불규칙하게 배열한 것과 같은 얼룩 무늬를 만들게 되는 것입니다.
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Q. 바이러스가 살아있는 세포에 기생할 수 밖에 없는 이유는 무엇인가요?
바이러스는 스스로 증식할 수 있는 세포 소기관이 없기 때문에 살아있는 세포에 기생해야만 하는 것입니다.바이러스는 DNA 또는 RNA와 같은 핵산과 이를 둘러싼 단백질 껍질인 캡시드만으로 이루어져 있는데, 이 구조만으로는 새로운 바이러스 입자를 만들고 복제하는 데 필요한 에너지와 단백질을 생산할 수 없습니다.따라서 바이러스는 증식에 필요한 모든 것을 숙주 세포에 의존합니다.즉, 숙주 세포의 리보솜을 점령하여 자신의 단백질을 만들고, 숙주 세포의 효소와 에너지를 이용해 자신의 유전 물질을 복제하는 것입니다. 이러한 이유로 바이러스는 절대 기생체라고 불리죠.
생물·생명
Q. 키는 유전일까요? 아니면 후천적으로 키울수 있을까요?
결론부터 말씀드리면 유전이 키를 결정하는 가장 큰 요인이긴 하지만, 후천적인 환경도 키 성장에 중요한 역할을 합니다.키의 70~80%는 유전에 의해 결정된다고 알려져 있습니다.이는 부모의 키와 관련된 여러 유전자가 자녀의 최종 키에 큰 영향을 미친다는 의미이며, 부모 모두 키가 크면 자녀도 키가 클 확률이 높고, 반대의 경우도 마찬가지입니다.나머지 20~30%는 환경적 요인이 영향을 미칩니다.유전적으로 예상되는 키가 작더라도 영양의 섭취나 수면, 운동, 건강 등의 이유로 키가 크게 달라 질 수 있습니다.결론적으로 키는 분면 유전적 한계가 존재하지만, 충분히 잘 먹고 잘 자고 운동하는 등의 환경이 조성되면 유전적 잠재력보다 더 큰 키로 성장할 확률이 있습니다.
생물·생명
Q. 타미플루가 인플루엔자 바이러스 감염을 막는 원리는 무엇인가요?
결론부터 말씀드리면 타미플루의 주성분인 오셀타미비르가 인플루엔자 바이러스의 뉴라미다아제 효소 작용을 억제하여 바이러스의 확산을 막는 것입니다.인플루엔자 바이러스는 숙주 세포에서 복제된 후, 새로운 바이러스 입자들이 숙주 세포 표면에 달라붙어 있게 됩니다.이때 뉴라미다아제라는 효소가 숙주 세포 표면의 시알산을 분해하여 바이러스가 세포로부터 떨어져 나가 다른 세포를 감염시킬 수 있도록 합니다.타미플루는 이 뉴라미다아제의 활성 부위에 결합하는 경쟁적 억제제로 작용합니다.비유하자면 자물쇠의 열쇠 구멍에 다른 열쇠를 꽂아 놓는 것처럼, 타미플루가 효소의 활성 부위를 차지하여 바이러스가 세포를 빠져나갈 수 없게 만드는 것이죠.결과적으로, 바이러스 입자들은 숙주 세포에 갇히게 되고 더 이상 다른 세포로 퍼져 나가지 못하게 되어 인플루엔자 감염의 확산을 억제하는 것입니다.
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Q. 베란다 화분에 핀 버섯화분무엇일까요?
단정할 수는 없지만, 노랑각시버섯으로 보입니다.노랑각시버섯은 흔히 화분버섯 또는 노란꽃버섯이라고도 불리며, 아열대와 온대 지방에서 자라는 버섯인데 독성이 있기 때문에 절대로 먹어서는 안됩니다.그리고 노랑각시버섯은 주로 화분의 흙이나 퇴비에 있는 유기물을 분해하며 자랍니다.보통 식물에 해를 끼치지 않고, 오히려 흙 속의 유기물을 분해하여 영양분을 공급하는 데 도움이 될 수도 있습니다. 즉, 화분 식물에 직접적인 악영향을 주지는 않습니다.하지만, 버섯이 과도하게 번식하면 흙의 통기성이 나빠질 수도 있습니다.
생물·생명
Q. 안과질환치료발전에대해궁금합니다.
말씀하신 것처럼 미래에 녹내장으로 인한 실명을 예방하거나 되돌리는 치료 기술이 개발될 가능성이 높습니다.현재 녹내장 치료는 안압을 낮춰 시신경 손상 속도를 늦추는 데 초점을 맞추고 있지만, 손상된 시신경을 직접 재생하는 연구도 활발히 진행 중이며 아직 연구 단계이긴 하지만 최근 줄기세포 치료, 유전자 치료, 그리고 신경 재생 촉진 연구에서 괄목할만한 성과들도 나오고 있습니다.그래서 가게는 앞으로 5-10년 내에 기존 치료법과 결합된 복합적인 치료법으로 상용화될 가능성이 높다고 볼 수 있습니다.
생물·생명
Q. 레트로 바이러스는 두 가닥의 RNA를 가지고 있는데 ssRNA virus로 구분하는 이유가 무엇인가요?
HIV 바이러스가 두 가닥의 RNA를 가지고 있음에도 불구하고 단일 가닥 RNA(ssRNA) 바이러스로 분류되는 이유는 두 가닥의 RNA가 이중 나선 구조로 서로 결합되어 있지 않고, 각각이 독립된 단일 가닥의 형태로 존재하기 때문입니다.하나의 HIV 바이러스 입자에는 동일한 염기 서열을 가진 RNA 분자 두 개가 들어있습니다.이 RNA는 이중 가닥 DNA처럼 서로 상보적으로 결합한 상태가 아니라 단순히 두 개의 동일한 유전체 복사본을 가진 형태입니다. 그리고 바이러스 분류는 유전체의 물리적 형태뿐만 아니라 복제 방식을 고려하는데, HIV는 숙주 세포에 침입한 후 자신의 역전사 효소를 이용하여 단일 가닥 RNA를 주형으로 삼아 DNA를 합성합니다.이 과정 자체가 ssRNA의 복제 메커니즘이기 때문에 HIV는 ssRNA 바이러스로 분류되는 것이죠.
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Q. 에이즈 치료제인 AZT의 작용원리는 무엇인가요?
먼저 AZT는 뉴클레오시드 역전사효소 억제제(NRTI) 계열의 에이즈 치료제입니다.주요 작용 원리는 HIV 바이러스가 숙주 세포 내에서 증식하는 데 필수적인 역전사효소의 기능을 억제하는 것입니다.원리를 간단하게 설명드리면 AZT는 DNA의 구성 성분 중 하나인 티민과 매우 유사한 구조를 가지고 있습니다. 체내에 들어가면 활성 형태인 AZT 삼인산으로 변하며, 바이러스의 역전사효소는 이를 진짜 티민으로 착각하고 DNA 사슬에 잘못 삽입합니다. 하지만 AZT는 티민과 달리 다음 뉴클레오타이드가 연결될 수 있는 부위가 없어, DNA 합성이 도중에 멈추게 되고, 이로 인해 바이러스의 유전 정보가 복제되지 못하고, HIV 증식이 억제되는 것이죠.