유전자 발현과 이차함수의 관계를 고1 수준으로 설명해 주세요!

Question

유전자 발현 수준을 분석할 때 이차함수가 사용된다고 하는데 어떻게 사용되는 건지 이해가 가지 않아요.. 정확히 어떻게 사용되는지 알려주세요! 고등학교 1학년 수준으로 설명해 주세요.!

김지호 박사 · Accepted Answer

유전자 발현 수준을 분석할 때 이차함수가 사용될 수 있는데요, 예를 들자면 특정한 유전자 발현 수준을 y로 나타내고, 이를 조절하는 요소를 x라고 할 때 유전자 발현 수준이 비선형적으로 변한다고 가정할 수 있습니다. [y = ax^2 + bx + c] 이 함수는 유전자 발현이 특정 요인에 대하여 어떻게 변하는지를 시각적으로 보여주는데요, 예를 들어 발현 수준이 특정 농도에서 최대가 되며, 그 이후로는 감소하는 경우, 포물선 형태의 그래프로 이를 명확히 나타낼 수 있습니다.

전상훈 박사 · Answer

이차함수가 고등학교 영역에서 접하게 되는 함수이지만, 연구자료의 정량적인 평가를 하는 과정에서 통계에 자주 사용하는 기법입니다. 유전자 발현은 유전자가 DNA에서 RNA로 전사되고, 그 RNA가 단백질로 번역되는 과정을 말합니다. 이 과정에서 유전자의 정보가 실제로 세포의 기능을 수행하는 단백질로 변환됩니다. 유전자의 활성화가 여러 단계를 거치며 서로에게 영향을 미칠 때, 그 영향은 단순히 직선적이지 않을 수 있습니다. 예를 들어, 어떤 유전자의 활성화 수준이 증가함에 따라 그 효과가 제곱으로 증가하거나 감소할 수 있는데, 이러한 비선형적인 관계를 모델링하기 위해 이차함수를 사용할 수 있습니다.

이은수 전문가 · Answer

유전자 발현 수준을 분석할 때, 이차함수는 유전자의 발현량과 시간 또는 다른 변수와의 관계를 모델링하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 세포 분열 과정에서 특정 유전자의 발현량은 시간에 따라 증가하다가 어느 순간 최고점에 도달한 후 다시 감소하는 패턴을 보일 수 있습니다. 이러한 유전자 발현량의 변화는 이차함수의 그래프와 유사한 모습을 나타내며, 이차함수의 계수를 조절하여 실제 데이터에 가장 잘 맞는 함수를 찾을 수 있습니다. 이렇게 구한 이차함수는 유전자 발현량의 변화를 수학적으로 표현하고, 발현량이 최대가 되는 시점이나 변화율 등 중요한 정보를 제공합니다. 이차함수를 활용한 유전자 발현 분석은 생물학적 현상을 이해하고 예측하는 데 도움을 줍니다.

생물·생명

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유전자 발현과 이차함수의 관계를 고1 수준으로 설명해 주세요!