답변 내역

안녕하세요. 네, 말씀해주신 것처럼 성장인자가 티로신인산화수용체에 결합할 경우 세포 내부로 신호 전달과정이 연쇄적으로 일어나면서 결과적으로 단백질을 생성하게 됩니다. 이때 성장인자는 우리 몸의 다양한 세포들이 필요에 따라 직접 합성 및 분비하는 일종의 신호 단백질인데요, 출처는 하나로 고정된 것이 아니라, 상황과 조직에 따라 매우 다양하게 달라진다고 보시면 됩니다. 성장인자는 기본적으로 특정 유전자의 발현을 통해 세포 내에서 단백질로 합성되는데요, 손상이나 면역반응, 호르몬 등의 자극을 받을 경우 해당 세포에서 관련 유전자가 활성화되고, 그 결과 성장인자 단백질이 만들어진 뒤 세포 밖으로 분비됩니다. 이때 성장인자의 출처는 크게 3가지를 생각해볼 수 있습니다. 첫번째는 자가분비의 경우인데요, 즉 이는 세포 자신이 성장인자를 분비하고, 자신의 수용체에 다시 결합하게 만들어 신호전달을 유도하는 방식입니다. 대표적으로 암세포는 스스로 성장인자를 만들어 자기 수용체를 지속적으로 자극하여 증식을 계속하기도 합니다.다음으로 가장 흔한 방식은 측면 분비인데요, 주변에 있는 다른 세포들이 성장인자를 분비하여 인접한 세포에 작용합니다. 예를 들어 조직이 손상되면 면역세포나 섬유아세포가 성장인자를 분비해 주변 세포의 증식과 재생을 유도할 수 있습니다. 마지막은 내분비계를 통한 분비입니다. 일부 성장인자는 혈액을 통해 먼 조직까지 이동하는 경우도 있습니다. 대표적으로 인슐린 유사 성장인자는 주로 간에서 만들어져 혈류를 타고 전신에 작용합니다.이때 성장인자가 생성되는 부위에 대해서 더 구체적으로 말씀드리자면, 간에서는 IGF 계열 성장인자 생성하고 혈소판에서는 상처 시 혈소판 유래 성장인자 방출하여 조직의 재생을 유도하며, 면역세포에서는 염증 및 재생 과정에서 다양한 성장인자 분비합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 말씀해주신 것처럼 높은 곳에서 떨어져도 판다가 아무렇지 않게 행동하는 것을 볼 수 있는데요, 다만 이는 판다의 뼈가 다른 동물보다 더 튼튼하기 때문인 것은 아닙니다. 뼈 자체의 성질을 보면, 판다도 다른 포유류와 마찬가지로 콜라겐과 무기질로 이루어진 일반적인 골조직을 가지기 때문에 성분적인 측면에서는 별다른 차이가 없습니다. 다만 판다는 대형 포유류이기 때문에 체중을 지탱해야 해서 골밀도와 두께가 높은 편인데요, 하지만 이 점은 코끼리나 다른 곰류에서도 공통적으로 나타나는 특징입니다. 그럼에도 불구하고 높은 곳에서 떨어져도 비교적 활동에 지장이 없는 이유는 체형이 둥글고 무게중심이 낮기 때문입니다. 즉 판다는 몸이 짧고 통통한 형태라서 낙하 시 회전하거나 특정 부위에 힘이 집중되기보다, 비교적 넓은 면적으로 충격이 분산될 수 있습니다. 또한 피하지방과 두꺼운 털은 물리적으로 일종의 쿠션처럼 작용하는데요, 따라서 낙하 시 충격이 줄어들게 됩니다. 게다가 착지할 때 관절을 굽히면서 근육이 에너지를 흡수하며, 많은 경우 영상에서 보는 높아보이는 나무도 실제로는 수 미터 수준인 경우가 많고, 이 정도 높이는 대형 포유류가 충분히 버틸 수 있는 범위이고 합니다. 즉 판다가 높은 곳에서 떨어지더라도 잘 버틸 수 있는 이유는 뼈가 다른 성분으로 구성되어 있어서가 아니라 충격이 특정 뼈에 집중되지 않도록 분산시키는 구조 때문이라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.

안녕하세요.말씀해주신 것처럼 신체 기능이 퇴화하면 그에 대응하는 유전자도 변화하거나 기능을 상실한 상태로 다음 세대에 전달되며, 다만 이 과정은 한번에 급진적으로 이루어지는 것은 아니고 작은 유전적 변화가 누적되면서 점진적으로 진행됩니다.개체의 DNA에서는 복제 과정이나 환경 요인에 의해 지속적으로 염기 치환, 결실, 삽입과 같은 작은 변화들이 발생하는데요, 이 중 어떤 돌연변이는 특정 기능을 약화시키거나 아예 못 쓰게 만들 수 있습니다. 예를 들어 눈을 형성하는 단백질을 만드는 유전자에 결함이 생기면 시각 기능이 떨어질 수 있습니다. 이처럼 돌연변이가 발생한 다음 단계는 자연선택인데요, 만약 어떤 환경에서 해당 기능이 필요 없다면, 해당 기능이 약해지거나 없어져도 생존과 번식에 큰 불이익이 없습니다. 오히려 에너지를 덜 쓰기 때문 에 약간의 이득이 될 수도 있고 결과적으로 그 유전자 변이를 가진 개체도 충분히 살아남고 번식하면서, 그 변이가 점점 집단 내에서 퍼집니다. 이와 같은 돌연변이와 자연선택의 과정이 반복되면 초기에는 정상 기능 유전자와 일부 기능 저하 돌연변이가 등장한 상태에서, 시간이 흐를 수록 기능이 약해진 개체들도 살아남으며 비율이 증가하다가, 시간이 더 흘렀을 때에는 기능 상실 유전자가 집단에서 일반화되면서 구조적 퇴화가 완성됩니다. 즉 유전자로부터 단백질의 발현, 구조, 기능의 순서로 점진적으로 약화가 되다가 결국에는 사라지는 것이라고 보시면 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.말씀해주신 것처럼 인체의 약 60~70%는 물로 구성되어 있으며, 나머지 약 40%가 고형물질로 이루어져 있습니다. 고형물질의 구성비율은 약 15~20%의 단백질, 약 10~15%의 지방, 약 5~6%의 무기질 등이라고 보시면 됩니다. 즉 물 다음으로 인체를 가장 많이 구성하는 물질은 단백질이라고 할 수 있는데요, 근육, 효소, 세포 구조 단백질등으로 구성되어 있으며, 생명 활동을 가능하게 하는 물질 대사, 구조 유지, 신호 전달 등의 모든 기능에서 핵심적인 역할을 수행합니다. 그 다음 순서로 많이 구성하는 물질은 지방인데요, 지방은 크게 에너지를 저장하는 중성지방, 세포막을 구성하는 인지질, 호르몬 합성 등에 관여하는 콜레스테롤이 있습니다. 이때 모든 세포막은 인지질 이중층으로 이루어져 있기 때문에 지질 역시 인체를 구성하는 매우 중요한 성분이라고 할 수 있습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 말씀해주신 것처럼 화학반응이 진행될 때 반응물의 표면적이 넓을 수록 반응속도가 빨라지는 이유는 분자 충돌 이론과 관련이 있습니다. 화학 반응이란 기본적으로 반응물들 간에 서로 충돌해야 일어날 수 있는데요, 그렇다고 해서 모든 충돌이 반응으로 이어지는 것은 아니고, 활성화 에너지와 올바른 방향성을 가진 유효 충돌만이 실제 반응을 일으킬 수 있습니다. 따라서 반응 속도는 얼마나 많은 유효 충돌이 단위 시간에 일어나는가로 결정된다고 보시면 됩니다. 이때 고체 반응물의 경우를 생각해 보면 반응은 고체 내부에서가 아니라 표면에서만 일어나는데요, 예를 들어 덩어리 상태의 금속이나 고체 시약은 내부 원자들이 외부 물질과 직접 접촉할 수 없기 때문에 반응에 참여하지 못하고, 오직 표면에 노출된 입자들만 반응에 참여합니다. 따라서 같은 질량의 물질이라도 큰 덩어리 1개일 경우 표면적이 작아서 반응 가능한 입자 수가 적지만, 반대로 잘게 부순 가루 상태인 경우에는 표면적이 크기 때문에 반응 가능한 입자 수가 많아집니다. 즉 표면적이 넓어지면 접촉 가능한 반응 부위가 증가하기 때문에 외부 반응물과 만날 수 있는 표면의 입자 수가 증가하여 최종적으로 반응에 참여 가능한 활성 자리가 많아지는 것입니다. 또한 표면에 노출된 입자가 많아질수록, 다른 반응물과 충돌할 기회 자체가 증가합니다. 이때 충돌 횟수가 증가하면 그 중 일부는 조건을 만족하는 유효 충돌이 되므로, 전체 반응 속도가 증가할 수 있습니다. 결과적으로, 표면적이 넓어질수록 단위 시간당 유효 충돌 수가 증가하기 때문에 전체 반응 속도가 증가하는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.질문해주신 백린탄의 내부에는 백린이 들어있는데요, 백린이란 인으로 이루어진 동소체로서 공기 중 산소와 접촉하면 매우 쉽게 산화되며 스스로 발화하는 특징이 있습니다. 즉 백린이 산소와 반응 시에 강한 연소반응의 결과로 열이 발생하게 됩니다. 이 열이 바로 백린탄이 인체에 심각한 화상을 입히는 직접적인 원인이라고 할 수 있는데요, 특히 백린은 약 30°C 정도의 비교적 낮은 온도에서도 공기 중에서 자연 발화할 수 있기 때문에, 한 번 점화되면 물로도 쉽게 꺼지지 않고 계속 타는 특성을 보입니다.또한 백린이 연소하면서 생성되는 오산화인은 공기 중의 수분과 반응하여 인산을 형성하며 강한 탈수 작용과 부식성을 동반합니다. 이로 인해 열 화상을 입힐 뿐 만 아니라 화학적으로 조직을 손상시키는 결과도 가져오는 것입니다. 또한 백린은 지용성이기 때문에 피부에 붙으면 단순히 표면에서만 타는 것이 아니라 지방층을 따라 조직 내부로 침투할 수 있습니다. 게다가 산소가 공급되는 한 계속 연소가 진행되기 때문에 일반적인 화상과 달리 깊고 지속적인 손상을 일으키는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 말씀해주신 것처럼 손과 손을 마찰시켰을 때 냄새가 나는 이유는 피부에 원래 존재하던 물질들이 마찰과 열에 의해 휘발되면서 후각에 감지되기 때문입니다. 우리 손의 피부에는 피지, 땀, 각질에서 유래한 유기물, 그리고 다양한 미생물들이 존재하고 있으며, 이중에서도 피지는 지방산과 같은 지질 성분을 포함하여 냄새의 전구체 역할을 합니다. 즉 손에 항상 존재하고 있지만 손을 비비면 마찰에 의해 온도가 약간 상승하고 표면에 붙어 있던 물질들이 공기 중으로 더 쉽게 퍼지는 것입니다. 또한 피부에 존재하는 지질 성분은 미생물에 의해 분해되면서 생성된 짧은 사슬 지방산이나 알데하이드, 케톤과 같은 휘발성 화합물 형태로 많이 존재하는데, 이런 물질들은 매우 낮은 농도에서도 인간의 후각에 강하게 인식되는 특징을 가지고 있습니다. 즉 손을 비비는 행동 자체가 냄새를 만든다기 보다는 이미 존재하고 있던 냄새를 더 강하게 인식하게 만든다고 보시면 되겠습니다.다음으로 질문해주신 것처럼 냄새가 조금씩 다르게 느껴지는 이유는 손의 상태와 환경이 계속 변하기 때문인데요, 손의 땀의 양이나 직전에 어떤 물질을 만졌는지, 피부에 존재하는 미생물의 종류와 활성 상태가 어떤지에 따라 생성되거나 남아 있는 화학 물질의 조성이 달라지는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.말씀해주신 것처럼 반도체나 배터리 산업 분야에서 초순수가 중요한 이유는 공정의 미세화와 정밀화가 극도로 높은 수준까지 요구되기 때문입니다. 반도체 공정은 나노미터 수준의 초미세 패턴을 다루며 이 과정에서 초순수는 세정 공정에 주로 이용됩니다. 반도체 회로는 매우 미세하기 때문에, 물 속에 포함된 이온이라던가 미세 입자가 남게 될 경우 회로 단락, 수율 감소와 같은 문제가 발생할 수 있는데요, 특히 나트륨 이온은 절연막을 통과하여 전기적 누설을 유발할 수 있어 위험성이 큽니다. 또한 물 속에 불순물이 존재할 경우 박막의 균일성 저하, 표면 결함 증가와 같은 문제로 인해 공정의 재현성이 깨질 수 있습니다. 세정 후 물이 증발하면서 불순물이 남으면, 이는 그대로 결정 결함이 되므로 초순수 물은 증발 후에도 거의 아무것도 남기지 않는 수준이어야 합니다.다음으로 배터리 산업에서도 초순수가 매우 중요한 이유는 리튬이온 배터리가 매우 민감한 물질이기 때문입니다. 물 속에 금속 이온과 같은 불순물이 존재할 경우 전해질 분해 촉진, 전극 표면 부반응 증가, 고체 전해질 계면 불안정화와 같은 문제가 발생할 수 있으며 불순물은 용량 감소, 내부 저항 증가를 유발할 수 있습니다. 이때 초순수는 이론적으로 순수한 물에 가까운 상태를 의미하며 거의 절연체 수준의 전기 전도도를 갖고 입자는 나노 수준까지 제거된 상태인데요, 이 정도 수준이 되어야 공정에서 변수로 작용하지 않을 수 있기 때문에 반도체나 배터리 산업에서 중요하게 사용됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.활성탄이란 나무, 코코넛 껍질, 석탄 등을 고온에서 처리하여 만든 탄소 물질로, 내부에 수많은 미세한 구멍을 가지고 있는데요 이와 같은 구조 때문에 단위 질량당 표면적이 매우 크고, 이 거대한 표면에 오염물질이 흡착될 수 있습니다. 활성탄을 이용해 물을 정화하는 원리는 표면에서 물질을 붙잡는 흡착 현상이며 이 과정은 활성탄의 미세한 구조와 표면 화학적 특성에 의해 결정됩니다. 흡착이란 물질이 표면에 달라붙는 현상인데요, 활성탄 표면에서는 우선 반데르발스 인력을 이용해 오염물질을 붙잡습니다. 이는 약한 분자 간 인력으로, 특히 유기물과 같은 비극성 또는 약한 극성 물질을 효과적으로 끌어당깁니다. 또한 활성탄의 표면은 기본적으로 탄소 중심의 비극성 구조이기 때문에, 물보다는 소수성을 갖는 물질들이 더 잘 달라붙는데요, 그래서 물속의 유기 오염물질, 염소, 냄새 물질 제거에 매우 효과적입니다.이외에도 활성탄 표면에는 산소를 포함한 수산화기, 카르복실기와 같은 다양한 작용기가 존재할 수 있는데, 이들은 특정 이온이나 극성 물질과 수소결합이나 정전기적 인력과 같은 약한 화학적 상호작용을 형성하여 흡착을 도와줍니다. 결과적으로 물 속의 불순물은 활성탄의 미세공 내부나 표면에 붙잡히게 되고, 깨끗한 물만 통과하게 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요. 냉장고의 냉각 원리는 내부의 열을 바깥으로 이동시키는 것인데요, 이때 냉매는 비교적 낮은 온도에서도 쉽게 증발하여 액체에서 기체로 변하고, 다시 쉽게 응축하여 기체에서 액체가 되는 과정에서 열을 운반하는 역할을 합니다. 냉매는 증발기라는 부분에서 낮은 압력 상태의 액체로 존재하며 이때 냉매는 냉장고 내부에서 열을 흡수하면서 빠르게 기체로 증발하는데요 이때 액체가 기체로 변할 때는 많은 에너지를 필요로 하는데, 이 에너지를 주변에서 빼앗아 오기 때문에 내부 온도가 낮아지게 됩니다. 이 과정은 증발에 해당합니다. 기체가 된 냉매는 압축기로 이동하여 강하게 압축되고 압력과 온도가 함께 상승하여 뜨거운 고압 기체 상태가 됩니다. 그 다음 이 기체는 냉장고 뒷면에 있는 응축기로 이동합니다. 응축기에서는 높은 온도의 냉매가 외부 공기와 열을 교환하면서 열을 밖으로 방출하고 다시 액체로 변하는데요 이는 냉매가 가지고 있던 열을 외부로 내보내는 단계입니다. 이 과정은 응축에 해당합니다.이후 냉매는 팽창밸브를 지나면서 압력이 갑자기 낮아지는데요 압력이 떨어지면 온도도 급격히 낮아져 다시 차가운 액체 상태가 되고, 다시 증발기로 들어가 같은 과정을 반복하는 것입니다. 감사합니다.