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생물·생명
Q. 식물에서 나는 과일이나 채소색은 어떻게 내는것인지 궁금 합니다.
채소의 색이 다른 이유는 카로티노이드나 플라보노이드, 엽록소 등과 같은 색소의 비율 때문입니다.그리고 이런 비율의 차이가 발생하는 이유는 식물 나름의 생존과 번식을 위해서 필요한 영양분이 다르기 때문입니다.카로티노이드는 노란색이나 주황색, 빨간색을 나타내는 색소입니다. 대표적인 카로티노이드로는 B-카로틴(당근, 호박), 리코펜(토마토, 수박), 루테인(케일, 시금치) 등이 있습니다. 카로티노이드는 항산화 작용을 통해 우리 몸을 보호하는 역할을 합니다.플라보노이드는 빨간색이나 보라색, 파란색을 나타내는 색소입니다. 대표적인 플라보노이드로는 안토시아닌(블루베리, 가지), 케르세틴(양파, 사과) 등이 있습니다. 플라보노이드는 항산화 작용과 항염증 작용을 통해 우리 몸을 건강하게 유지하는 데 도움을 줍니다.엽록소는 초록색을 나타내는 색소입니다. 엽록소는 광합성을 통해 식물이 에너지를 만드는 데 중요한 역할을 합니다. 엽록소가 풍부한 채소로는 시금치, 브로콜리, 상추 등이 있습니다.
생물·생명
Q. 호르몬의 작용 메커니즘이 내분비계와 신경계에 미치는 상호작용
우리 몸속의 다양한 호르몬은 말씀대로 내분비계와 신경계의 상호작용을 통해 정교하게 조절되는 것입니다.호르몬은 특정 세포에 있는 수용체에 결합하여 세포의 기능을 변화시키는 방식으로 작용합니다. 간단하게 비유하자면 호르몬과 수용체의 결합은 마치 열쇠와 자물쇠처럼 특이적이며, 이를 통해 호르몬은 특정 조직이나 기관에만 작용할 수 있는 것입니다.우선 뇌의 시상하부는 다양한 호르몬을 분비하여 뇌하수체를 조절하고, 뇌하수체는 다시 다른 내분비샘을 자극하여 호르몬 분비를 촉진합니다. 이러한 연결 고리를 시상하부-뇌하수체 축이라고 합니다.그리고 자율신경계는 우리 몸의 다양한 기능을 조절하는데, 호르몬은 자율신경계의 작용에 영향을 미치기도 하고, 자율신경계로부터 영향을 받기도 합니다. 예를 들어, 스트레스 상황에서는 교감신경이 활성화되어 아드레날린 분비를 촉진하고, 이는 심박수 증가, 혈압 상승 등 신체 반응을 유발합니다.또한 호르몬 농도가 적절하게 유지되도록 피드백 기전이 작동합니다. 즉, 호르몬 농도가 높아지면 호르몬 분비를 억제하고, 낮아지면 촉진하는 방식으로 균형을 유지하는 것입니다.
생물·생명
Q. 효모를 이용한 발효 과정이 산업적으로 응용되는 방식
효모는 정말 다양한 산업에서 활용되고 있습니다.특히 식품산업과 제약산업에서는 빠질 수 없는 가장 중요한 요소입니다.먼저 식품산업에서는 빵과 맥주, 와인, 발효유 등을 만드는데 가장 중요한 요소로 활용되고 있으며, 그 외에 간장이나 된장, 김치 등의 발효 식품 제도에도 널리 활용되고 있습니다.또 제약 산업에서는 항생제나 일부 백신 등을 생산하는데 활용되고 있으며, 인슐린이나 성장 호르몬과 같은 단백질 의약품 생산에도 상당히 많이 사용되고 있습니다.그 외에도 바이오디젤이나 바이오에탄올 등의 생산에도 널리 활용되고 있으며, 구연산이나 젖산 등 유기산 생산과 비료 및 사료 생산 등에도 많이 활용되고 있습니다.
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Q. 단백질 접힘 오류가 질병을 유발하는 사례
네, 생명공학에서 다루는 단백질 접힘 오류는 실제 다양한 질병을 유발하는 원인이 됩니다.그리고 이러한 질병을 보통 단백질 접합병이라 합니다.단백질은 특정 3차원 구조로 접혀야만 정상적인 기능을 수행할 수 있습니다. 하지만 유전적 돌연변이, 환경적 요인, 또는 기타 원인으로 인해 단백질이 올바르게 접히지 못하면 다양한 질병이 발생할 수 있는 것입니다.대표적으로 알츠하이머병이나 파킨슨병, 헌팅턴병과 같은 퇴행성 뇌 질환은 특정 단백질의 잘못된 접힘과 응집으로 인해 발생합니다. 예를 들어, 알츠하이머병의 경우 아밀로이드-베타 단백질이 잘못 접혀 뇌에 축적되어 신경세포를 손상시키는 것으로 알려져 있으며, 파킨슨병은 알파-시누클레인 단백질의 응집이, 헌팅턴병은 헌팅틴 단백질의 비정상적인 반복 서열이 원인이 됩니다.또한 광우병으로 알려진 소해면상뇌증(BSE)과 인간에게 발생하는 크로이츠펠트-야콥병(CJD)은 프리온 단백질의 변형으로 인해 발생하는 질병입니다. 정상적인 프리온 단백질이 변형된 프리온 단백질과 만나면 연쇄적으로 변형을 일으켜 뇌에 축적되고 신경세포를 파괴합니다.그리고 낭포성 섬유증은 CFTR 단백질의 유전적 돌연변이로 인해 발생하는 질병이며 일부 암이나, 당뇨병 역시 단백질 점힘 오류로 발생할 수 있는 질병입니다.
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Q. 나무는 왜 뿌리들끼리 서로 엮이나요??
사실 나무의 뿌리가 서로 얽히는 이유는 나름의 생존을 위한 결과입니다.먼저 나무들은 햇빛, 물, 영양분을 얻기 위해 경쟁합니다. 뿌리 역시 영양분을 찾아 땅속으로 뻗어나가는데, 이 과정에서 다른 나무의 뿌리와 만나 얽히게 됩니다.또한 뿌리는 나무를 땅에 단단히 고정하는 역할을 합니다. 특히 키가 큰 나무나 바람이 강한 지역의 나무들은 서로의 뿌리를 엮어 더욱 안정적으로 서 있을 수 있도록 합니다.그리고 일부 연구에 따르면, 나무들은 뿌리를 통해 서로 양분을 공유하기도 합니다. 이는 숲 전체의 생태계를 건강하게 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.게다가 나무 뿌리에는 균근이라는 곰팡이가 공생합니다. 균근은 나무의 뿌리 면적을 넓혀 양분 흡수를 돕고, 나무는 균근에게 서식처와 양분을 제공하죠. 그런데 이 균근은 뿌리끼리 연결되어 있어 나무들이 서로 정보를 교환하고 협력하는 데 도움을 주기도 합니다.