안녕하세요
생물·생명
Q. 정상세포와 암세포의 분열 차이가 궁금합니다.
가장 큰 차이점은 세포분열능력의 차이입니다.상 세포는 외부로부터 특정 성장 인자 신호를 받아야만 분열을 시작합니다. 즉, 이 신호가 없으면 분열을 멈추거나 세포 주기를 정지합니다. 또한 주변 세포와 접촉하게 되면 더 이상 분열하지 않는데, 이는 세포가 과도하게 증식하여 조직의 형태를 망가뜨리는 것을 막기 위함입니다. 그래서 세포는 분열 과정 중 DNA 손상 여부나 염색체 분리 과정 등을 엄격하게 감시하는 여러 지점을 가지고 있고, 문제가 발견되면 세포 분열을 일시적으로 중단하고 손상을 복구하려고 시도합니다. 만일 복구가 불가능하면 세포 자살이라는 과정을 통해 스스로 죽기도 하죠.하지만, 암세포는 이러한 정상적인 분열 조절 메커니즘이 고장 나면서 무한정 증식하게 되는데, 주로 유전자 돌연변이로 인해 발생합니다.다시 말해 암세포는 외부 성장 인자 신호가 없어도 스스로 성장 인자를 만들어내거나, 성장 인자 수용체가 비정상적으로 활성화되어 끊임없이 분열 신호를 보냅니다. 게다가 주변 세포와 접촉해도 분열을 멈추지 않고 계속 증식하여 덩어리인 종양을 형성합니다. 또한 DNA 손상이 있거나 염색체에 이상이 있어도 세포 주기 감시 시스템을 회피하여 분열을 강행합니다. 그 결과 유전적 불안정성이 증가하고 더 많은 돌연변이가 축적되게 됩니다.특히 암세포는 주변 조직을 침범하고 혈관이나 림프관을 통해 다른 장기로 이동하여 새로운 종양을 형성하는 전이 능력을 가지게 되는데, 암이 위험한 주요 원인 중 하나라 할 수 있죠.결론적으로, 암세포는 정상 세포와 달리 유전적 변이를 통해 세포 분열을 통제하는 시스템이 고장 나면서 무한 증식하고, 주변 조직을 침범하며, 다른 장기로 전이될 수 있는 특성을 가지게 되는 것입니다.
생물·생명
Q. 사람의 혈액형은 언제 정해지는 건가요?
혈액형은 정자와 난자가 만나 수정이 되는 순간 유전적으로 결정됩니다.하지만 아기의 혈액형을 검사할 때, 신생아의 혈액에서는 ABO식 혈액형을 결정하는 항체가 생후 3~6개월 정도 지나야 완전히 형성되는 경우가 많습니다. 그래서 간혹 신생아 시기에 검사한 혈액형이 나중에 달라지는 것처럼 보이는 경우가 있지만, 이는 항원의 유무에 따른 유전적 혈액형 자체가 변하는 것이 아니라, 항체 형성 시기의 차이 때문입니다.
생물·생명
Q. 운동을 하면 근육이 커지는 이유는 무엇인가요?
운동으로 근육이 커지는 과정을 간단하게 말씀드리면 근육 손상 및 회복, 단백질 합성 증가, 그리고 위성 세포의 활성화로 요약해서 말씀드릴 수 있습니다. 물론 이 과정에서 단백질 섭취는 매우 중요한 역할을 합니다.먼저 근력 운동을 하면 근육 섬유에 미세한 손상이 발생합니다. 그리고 이러한 미세 손상이 발생하면 우리 몸은 이를 인지하고 회복을 위한 염증 반응을 시작하는데, 이 과정에서 면역 세포들이 손상된 부위로 이동하여 노폐물을 제거하고, 회복에 필요한 신호 물질을 분비합니다.근육 섬유 주변에는 위성 세포라는 줄기세포가 존재하느데, 근육에 미세 손상이 발생하고 염증 반응이 일어나면, 이 위성 세포들이 활성화되어 분열하고 증식합니다. 이후 손상된 근육 섬유로 이동하여 기존 근육 섬유와 융합합니다. 이 위성 세포의 융합은 근육 섬유의 핵 수를 증가시키고, 이는 곧 근육 성장을 촉진하게 되는 것입니다.운동 후 단백질을 섭취하는 것은 이 과정에서 단백질 합성을 위한 재료 공급의 역할과 함께 근단백질 분해 억제 기능, 합성 촉진 신호 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 겨울잠을 자는 동물들은 임신 기간을 피해서 겨울잠을 자는 걸까요?
네, 맞습니다.겨울잠을 자는 동물들은 보통 임신 기간과 겨울잠이 겹치지 않도록 번식 시기를 조절합니다.왜냐하면 새끼를 낳고 기르는 데 필요한 에너지와 안정적인 환경은 겨울잠을 자야하는 시기와 같이하기는 어렵기 때문입니다.좀 더 자세히 말씀드리면 겨울잠은 체온을 낮추고 신진대사를 최소화하여 에너지를 절약하는 상태입니다. 임신과 출산, 수유는 엄청난 에너지를 필요로 하기 때문에, 겨울잠 상태에서는 이러한 과정을 감당할 수 없습니다. 더욱이 새끼를 낳고 기르기 위해서는 안전하고 따뜻하며 먹이가 충분한 환경이 필요합니다. 겨울잠을 자는 동굴이나 땅속은 이러한 환경과는 거리가 멀죠.결론적으로 겨울잠을 자는 동물들은 진화를 통해 임신 기간과 겨울잠이 겹치지 않도록 번식 전략을 최적화해 왔습니다.
생물·생명
Q. 유전자 편집은 태어난 후에는 못받나요
이미 태어난 사람에게도 유전자 편집 기술을 적용하는 것으 매우 어렵긴 하지만, 전혀 불가능한 것은 아닙니다.현재 유전자 편집 기술은 주로 배아나 초기 단계의 세포에 적용하여 유전 질환을 치료하는 연구가 주류를 이루고 있습니다. 이미 태어난 사람의 경우, 모든 세포에 접근하여 유전자를 편집하는 것은 매우 어렵습니다. 특정 장기나 조직의 문제에 국한된 유전자 편집은 연구되고 있지만, 외모와 관련된 모든 세포를 대상으로 하는 것은 기술적으로나 안전성 면에서도 매우 큰 문제가 발생할 수 있죠.그리고 선천적인 유전적 요인이나 비유전적 변이 외에, 현재 외모를 바꿀 수 있는 방법은 말씀하신 성형, 시술, 피부과, 화장, 패션, 헤어스타일이 주된 한계로 볼 수 있으며, 이 방법들은 신체의 근본적인 유전자 정보를 변경하는 것이 아니라, 이미 존재하는 신체의 형태나 상태를 물리적으로, 또는 시각적으로 변화시키는 것입니다.하지만, 앞서 말씀드렸지만, 이미 태어난 사람에게도 유전자 편집이 불가능한 것은 아닙니다.현재로서는 어렵지만, 향후 줄기세포 기술을 이용한 피부 재생이나 조직 재건, 또는 정교한 바이오 프린팅 기술 등을 통해 적용할 수 있을 것으로 보고 있죠.