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과학 기술/생명과학 13

돌연변이가 생기는 이유

🧬 돌연변이가 생기는 이유돌연변이(Mutation)는 유전자의 DNA 서열이 변하는 현상을 의미합니다. 이는 자연적으로 발생할 수도 있고, 외부 요인(방사선, 화학물질 등)에 의해 유도될 수도 있습니다. 돌연변이는 생물의 진화와 유전적 다양성의 원천이 되며, 때로는 질병을 유발하기도 합니다.🔹 1. 돌연변이가 생기는 주요 원인✅ 1) 자연 발생적 돌연변이 (Spontaneous Mutation)DNA 복제 과정에서 발생하는 오류세포가 분열할 때 DNA를 복제하는 과정에서 실수(Replication Error)가 발생할 수 있음DNA 복구 시스템이 대부분의 오류를 수정하지만, 일부는 수정되지 않고 돌연변이로 남음예: 인간 세포에서 평균적으로 하루에 약 1,000~100,000개의 오류가 발생하지만, 대..

방사선 먹는 곰팡이

☢ 방사선을 먹고 자라는 곰팡이: 크립토코커스 네오포르만스 & 클라도스포리움🚀 우주와 방사능 오염 지역에서 생존하는 특이한 곰팡이가 존재합니다. 일부 곰팡이는 방사선을 에너지원으로 활용하여 성장하는데, 이를 **방사선 영양 곰팡이(Radiotrophic Fungi)**라고 합니다.🔹 1. 방사선 먹는 곰팡이의 발견✅ 발견 장소:1986년 체르노빌 원전 사고 현장국제우주정거장(ISS)방사선이 강한 우라늄 광산✅ 주요 곰팡이 종류:크립토코커스 네오포르만스 (Cryptococcus neoformans)클라도스포리움属 (Cladosporium spp.)웰스미아属 (Wangiella dermatitidis)이 곰팡이들은 방사능이 강한 환경에서도 생존할 뿐만 아니라, 방사선을 흡수하여 성장 속도를 증가시키는 것..

텔로미어(Telomere)

텔로미어(Telomere): 세포 수명과 노화의 열쇠텔로미어(Telomere)는 염색체의 끝부분에 존재하는 반복적인 DNA 서열로, 세포 분열 과정에서 유전 정보를 보호하는 중요한 역할을 합니다. 마치 신발끈 끝을 감싸는 플라스틱 캡처럼 염색체의 손상을 방지하는 기능을 하며, 이는 세포의 노화, 암, 장수와 깊은 관련이 있습니다.1. 텔로미어의 구조와 기능텔로미어는 특정한 염기서열(TTAGGG 반복 구조)로 구성되어 있으며, 인간을 포함한 대부분의 진핵생물에서 발견됩니다.🔹 주요 기능유전자 보호: 염색체 끝부분이 점진적으로 닳거나 합쳐지는 것을 방지합니다.세포 분열 제한(헤이플릭 한계): 세포가 일정 횟수 이상 분열하는 것을 막아, 이상 증식을 억제합니다.노화 및 장수 조절: 텔로미어 길이가 줄어들면 ..

장 길이와 뇌 크기의 상관관계

장 길이와 뇌 크기의 상관관계장(length of intestines)과 뇌(brain size)는 동물 종에 따라 일정한 상관관계를 보입니다. 일반적으로, 장 길이가 길수록 뇌 크기가 작고, 뇌 크기가 클수록 장 길이가 짧은 경향이 있습니다. 이는 주로 에너지 분배 이론(Expensive Tissue Hypothesis, ETH)과 관련이 있습니다.1. 에너지 분배 이론(Expensive Tissue Hypothesis, ETH)1995년, 인류학자 Leslie Aiello와 Peter Wheeler는 "에너지 제한 환경에서 신체 기관 간에 에너지가 경쟁적으로 분배된다"는 가설을 제시했습니다.🧠 핵심 개념뇌는 매우 많은 에너지를 소비하는 기관으로, 인간의 경우 전체 기초대사량(BMR)의 약 20~25..

장-뇌 축(Gut-Brain Axis)

뇌와 장의 교환관계 – 장-뇌 축(Gut-Brain Axis)뇌와 장은 단순한 소화기관과 신경계가 아니라, 서로 긴밀하게 영향을 주고받는 관계를 맺고 있습니다. 이를 **장-뇌 축(Gut-Brain Axis, GBA)**이라고 하며, 최근 연구에서 정신 건강과 장내 미생물의 관계가 밝혀지면서 더욱 주목받고 있습니다.1. 장-뇌 축이란?장과 뇌는 신경, 호르몬, 면역 시스템을 통해 상호작용하며, 장내 미생물도 이 과정에 중요한 역할을 합니다.🧠 주요 경로신경 경로 – 미주신경(Vagus Nerve)뇌와 장을 직접 연결하는 신경으로, 장에서 생성된 신호를 뇌로 전달예: 장의 감각 정보(포만감, 통증 등)가 뇌로 전달됨면역 경로 – 면역계(Immune System)장내 미생물이 염증 물질(사이토카인 등)을 ..

번개로 아미노산을 만드는 실험 – 밀러-유리 실험

번개로 아미노산을 만드는 실험 – 밀러-유리 실험1953년, 스탠리 밀러(Stanley Miller)와 해럴드 유리(Harold Urey)는 번개와 같은 자연 현상이 원시 지구에서 생명의 기초가 되는 아미노산을 생성할 수 있는지를 실험했습니다.1. 실험 개요이 실험은 원시 지구의 환경을 모방하여, 번개(전기 방전)가 단순한 분자로부터 복잡한 유기 분자를 생성할 수 있는지를 조사한 실험입니다.🔬 실험 과정원시 지구 대기 재현:수증기(H₂O), 메탄(CH₄), 암모니아(NH₃), 수소(H₂)를 포함한 혼합 기체를 실험 장치에 주입이 조합은 원시 지구 대기 성분으로 가정됨번개 효과 재현:전극을 사용하여 강한 **전기 방전(=번개 효과)**을 발생시킴이 과정에서 기체 분자들이 강한 에너지를 받아 화학 반응이 ..

미러 박테리아(Mirror Bacteria)

미러 박테리아(Mirror Bacteria)란?미러 박테리아란 일반적인 생명체와 반대 방향의 키랄성(Chirality, 거울상 대칭성)을 가진 '가상의 미생물'을 의미합니다. 현재까지 자연에서 발견된 사례는 없지만, 이론적으로 가능성이 논의되고 있는 개념입니다.1. 키랄성(Chirality)과 생명체분자는 거울상을 가지는 구조를 가질 수 있는데, 이를 키랄성(Chirality)이라고 합니다.현재 지구상의 생명체들은 좌선성(左旋性, L-형) 아미노산과 우선성(右旋性, D-형) 당을 사용하여 단백질과 DNA/RNA를 구성합니다.하지만 이론적으로는 반대 방향의 D-형 아미노산과 L-형 당으로 이루어진 생명체도 존재할 수 있습니다. 이를 미러 생명체(Mirror Life) 또는 미러 박테리아(Mirror Bac..

성별에 따른 빛 인식 차이

남녀의 빛 인식 차이: 생물학적 & 신경학적 차이남성과 여성은 빛과 색을 인식하는 방식에서 차이가 있습니다. 이는 호르몬, 망막 구조, 신경 회로 등의 생물학적 요인과 관련이 있습니다.1️⃣ 여성은 빛과 색을 더 정교하게 구별할 수 있다✅ 연구에 따르면 여성이 색감과 명암 차이를 더 민감하게 구별함✅ 망막의 원추세포(cone cells) 밀도 차이 때문✅ 엑스 염색체(X chromosome) → 색 인식에 중요한 역할 (여성은 XX, 남성은 XY)💡 예시:여성은 더 많은 색상을 구분할 수 있음 (예: 빨강, 다홍, 주황 등 미묘한 차이 감지)남성보다 어두운 환경에서도 색을 잘 인식하는 경향2️⃣ 남성은 움직임과 대비(명암)에 더 민감하다✅ 남성은 빛과 명암 대비(contrast)에 더 민감✅ 망막의 간..

피와 회춘

피와 회춘: 젊은 피가 노화를 늦출 수 있을까?"젊은 피를 수혈하면 노화를 늦출 수 있다"는 개념은 과학적 연구와 신화가 혼재된 흥미로운 주제입니다. 최근 몇 년간, 혈액과 노화의 관계를 연구하는 과학자들이 일부 유망한 결과를 발표했지만, 아직 확실한 결론을 내리긴 어렵습니다.1. 젊은 피와 노화 연구: 과학적 근거는?🔬 대표적인 연구: '파라바이오시스(parabiosis) 실험'2005년, 미국 스탠퍼드 대학 연구진이 진행한 실험.젊은 쥐와 늙은 쥐의 혈관을 연결하여 같은 혈액을 공유하도록 함.그 결과 늙은 쥐의 뇌, 근육, 간 등에서 젊은 쥐처럼 회복되는 현상이 나타남.📌 주요 발견:✅ 젊은 피를 받은 늙은 쥐는 인지 능력, 근육 재생, 장기 기능 개선 효과가 나타남.✅ 혈액 속 GDF11 단백질..

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