Q. 심장근, 내장근 같은 불수의근도 운동신경을 거쳐 움직이나요?
결론부터 말씀드리면 심장근이나 내장근 같은 불수의근은 주로 자율신경의 지배를 받아 움직입니다. 다시 말해 일반적인 의미의 '운동신경'은 불수의근의 움직임에 직접적으로 관여하지 않습니다.좀 더 자세히 말씀드리면 우리가 의식적으로 조절할 수 없는 근육들, 즉 말씀하신 심장근이나 위장관 벽의 근육, 방광 근육 등은 자율신경계의 지배를 받습니다. 자율신경계는 이름 그대로 자율적으로, 우리의 의지와 상관없이 신체 내부 환경을 일정하게 유지하고 조절하며 생명활동을 유지하는 역할을 합니다.반면, 우리가 흔히 운동신경이라고 부르는 것은 주로 수의근의 움직임을 조절하는 신경을 의미합니다. 수의근은 팔다리를 움직이거나 자세를 유지하는 등 우리의 의지에 따라 움직일 수 있는 근육들입니다. 즉, 대뇌에서 시작된 명령이 척수를 거쳐 운동신경을 통해 수의근에 전달되어 근육을 수축시키는 것입니다.
Q. 원핵생물과 진핵생물의 차이가 생명활동에 미치는 영향은?
원핵생물과 진핵생물의 가장 큰 구조적 차이점은 핵과 막성 세포소기관의 유무입니다.원핵생물은 핵이 없습니다. 유전 물질은 세포질 내의 핵양체라고 불리는 특정 영역에 뭉쳐 있죠. 또한 막으로 둘러싸인 세포소기관이 없기 때문에 세포 내에서 특정 기능을 수행하는 구획화된 구조가 없습니다. 그 외에도 세포벽은 펩티도글리칸이라는 복합체로 이루어져 있으며 리보솜은 존재하지만 진핵생물의 리보솜보다 작고 대부분 단세포 생물이며, 크기가 진핵생물보다 훨씬 작고 구조가 단순합니다.반면 진핵생물은 핵막으로 둘러싸인 뚜렷한 핵이 있고 유전 물질이 핵 안에 안전하게 보관되어 있습니다. 또한 다양한 막성 세포소기관을 가지고 있어, 각 세포소기관은 특정 기능을 수행하여 세포 내에서 분업화된 효율적인 생명 활동을 가능하게 합니다. 그 외에 식물의 세포벽은 셀룰로오스, 균류는 키틴 등으로 이루어져 있으며, 동물 세포에는 세포벽이 없고 리보솜은 원핵생물보다 크며, 대부분 다세포 생물이지만, 단세포 진핵생물도 존재하는데, 크기가 원핵생물보다 훨씬 크고 구조가 복잡합니다.이러한 차이가 생물의 생명 활동에 미치는 영향이라면 가장 먼저 유전 물질의 보존 및 발현 효율성에서 차이가 발생합니다. 진핵생물은 복잡한 유전자 조절 메커니즘을 통해 다양한 세포의 기능과 분화를 가능하게 하는 반면 원핵생물은 핵이 없어 DNA가 세포질에 직접 노출되어 있지만, 유전자 발현이 핵과 세포질 사이를 오갈 필요가 없어 빠르게 일어나기 때문에 급변하는 환경에 빠르게 적응하는 데 유리합니다.그리고 세포 대사의 효율성 및 복잡성에서도 차이가 있고, 크기와 조직화도 달라지게 됩니다.
Q. 인지질 이중층은 세포막의 기본 구조를 이루는데, 이러한 구조가 세포막의 선택적 투과성과 물질 이동에 어떤 영향을 주나요?
인지질 이중층은 세포막의 핵심 구조입니다. 이는 세포막이 선택적 투과성을 가지게 하고 다양한 물질의 이동을 조절하는 데 결정적인 역할을 합니다.먼저 인지질 이중층은 친수성 머리 부분과 소수성 꼬리 부분으로 구성되어 있습니다. 이 독특한 구조 때문에 세포막은 특정 물질만 통과시키고 다른 물질은 막는 선택적 투과성을 갖게 됩니다.당연히 이런 인지질 이중층은 물질 이동 방식에도 큰 영향을 미칩니다.먼저 단순 확산은 농도 기울기에 따라 물질이 인지질 이중층을 직접 통과하는 방식입니다. 주로 소수성 물질이나 매우 작은 극성 분자들이 이 방식으로 이동합니다.촉진 확산은 운반체 단백질이나 통로 단백질의 도움을 받아 농도 기울기에 따라 물질이 이동하는 방식입니다. 친수성 물질이나 이온들이 주로 이 방식을 이용하는데, 인지질 이중층 자체를 통과하기 어렵기 때문에 단백질의 도움을 받는 것입니다.능동 수송은 에너지를 사용하여 농도 기울기에 역행하여 물질을 이동시키는 방식입니다. 주로 펌프 역할을 하는 막 단백질을 통해 일어나며, 인지질 이중층만으로는 불가능한 과정입니다.삼투 현상은 물 분자가 선택적 투과성을 가진 인지질 이중층을 통해 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하는 현상입니다. 인지질 이중층은 물 분자의 통과를 부분적으로 허용합니다.결론적으로, 인지질 이중층은 세포막의 유동성과 소수성 장벽을 만들어 세포 내부 환경을 안정적으로 유지하고 필요한 물질만 선택적으로 받아들이거나 배출할 수 있도록 하는 것입니다.