안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
생물·생명
Q. 용원성 파지는 어떻게 프로파지를 형성할 수 있나요?
안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이 용원성 파지는 주입한 선형 DNA를 먼저 환형으로 만든 후에 숙주 염색체에 특이적 재조합으로 삽입하여 프로파지를 형성하게 됩니다. λ 파지처럼 게놈 말단에 짧은 상보적 단일가닥 돌출 말단을 가지고 있는 경우가 많은데요, 선형 이중가닥 DNA가 숙주 세포로 주입되면 이 돌출 말단들이 상보 결합하여 환형 분자를 형성하고, 이어서 숙주의 DNA ligase에 의해 연결됩니다. 이와 같은 환형화가 이루어져야 이후의 전사·복제·삽입 신호가 정상적으로 작동할 수 있습니다. 이때 환형 형태는 site-specific recombination에 적합해 숙주 염색체의 특정 부위(attB)에 삽입되어 프로파지가 형성됩니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 바이러스의 피막의 유무는 어떻게 결정되나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 바이러스가 피막을 가지는지, 가지지 않는지는 단순히 있다, 없다의 문제가 아니라, 바이러스의 증식 방식과 출아 과정에서 어떤 경로를 거치는지에 의해 결정되는 요인인데요, 우선 피막은 바이러스가 스스로 합성하는 것이 아니라, 숙주 세포의 세포막의 인지질 이중층을 획득한 것입니다. 바이러스는 증식 후 세포 밖으로 나올 때, 세포막을 뚫고 터져 나오기도 하지만, 어떤 바이러스는 세포막을 조금 감싸면서 출아하여 빠져나오기도 하는데요, 이때 세포막 일부가 함께 딸려 나와 바이러스의 바깥쪽을 감싸게 되고, 그것이 곧 피막이 되는 것입니다. 피막을 가질지 여부는 바이러스 유전체에 의해 미리 설계되어 있는데요 어떤 바이러스는 캡시드 단백질만을 합성하고 세포를 파괴하며 나오므로 비피막 바이러스가 되고, 어떤 바이러스는 막 단백질을 암호화하여 세포막에 삽입시킨 뒤, 출아 과정에서 그것을 포함하여 피막을 형성하게 되는 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. RNA 바이러스는 어떻게 유전 물질을 복제할 수 있나요?
안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 RNA 바이러스가 어떻게 자신의 유전 물질을 복제하는지는 분자적 수준에서 DNA 바이러스와는 차이가 있는데요, 핵심은 세포의 일반적인 효소로는 RNA → RNA 복제가 불가능하기 때문에, RNA 바이러스는 특별한 효소를 사용한다는 점입니다.우선 정상적인 세포에서는 DNA가 유전 물질로 저장되고, 이를 전사하여 RNA가 만들어지는데요, 하지만 세포에는 RNA를 직접 주형으로 삼아 RNA를 합성하는 효소가 없습니다. 따라서 RNA 바이러스는 스스로 이 효소를 암호화하거나, 바이러스 입자 안에 효소 단백질을 미리 넣어서 세포 안에 침투해야 복제가 가능합니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 담뱃잎 모자이크 바이러스는 왜 이러한 명칭을 얻게 되었나요?
안녕하세요. 질문해주신 담뱃잎 모자이크 바이러스(TMV)의 이름은 이 바이러스가 감염된 담배 잎에서 나타나는 특징적인 증상으로부터 기인한 것인데요, 19세기 말, 담배 농장에서 잎에 이상한 무늬가 생겨 수확량이 줄어드는 현상이 보고되었습니다. 연구자들은 이 원인을 찾다가, 세균보다 더 작은 입자가 원인이라는 사실을 밝혔고, 이것이 역사상 처음으로 발견된 바이러스인 TMV였습니다. 이때 TMV에 감염된 담배 잎에는 진한 녹색과 옅은 녹색이 불규칙하게 섞여 나타나는 반점 무늬가 생기는 것이 관찰되었는데요, 이 무늬가 마치 모자이크 타일 무늬처럼 얼룩덜룩 보이기 때문에 "모자이크"라는 표현이 붙은 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 바이러스가 살아있는 세포에 기생할 수 밖에 없는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 바이러스가 살아있는 세포에 기생할 수밖에 없는 이유는 바이러스 자체에는 생명 활동을 수행하는 데 필요한 기본적인 세포 구조와 대사 시스템이 전혀 없기 때문인데요, 우선 세포는 미토콘드리아나 해당작용 같은 대사 경로를 통해 ATP라는 에너지원을 스스로 생산합니다. 그러나 바이러스는 이러한 대사 효소나 기관이 전혀 없어 스스로 에너지를 만들어 쓰지 못하며 따라서 독립적으로 생명 활동을 유지할 수 없습니다.또한 생물이 단백질을 합성하려면 리보솜, tRNA, 아미노산 합성 효소 등이 필요한데요, 바이러스는 캡시드와 핵산만 있을 뿐이므로 이 장치가 전혀 없습니다. 따라서 스스로 단백질을 만들어낼 수 없고, 숙주 세포의 리보솜과 효소를 빌려야만 자신의 단백질을 합성할 수 있는 것입니다. 게다가 일부 바이러스는 자체적으로 DNA 또는 RNA 복제 효소를 가지고 있기도 하지만, 대부분은 숙주 세포의 복제 효소나 전사 기구를 이용해야 하기 때문에 살아있는 세포에 기생할 수 밖에 없는 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 키는 유전일까요? 아니면 후천적으로 키울수 있을까요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 키는 다인자유전의 한 예시에 속하며 유전적 요인과 환경적 요인이 함께 작용하여 결정됩니다. 키는 매우 다유전자 형질인데요 즉, 특정 하나의 유전자만으로 정해지는 것이 아니라 수백 개의 유전자가 합쳐져서 키를 결정합니다. 연구에 따르면 사람 키의 약 70~80% 정도는 유전적 요인에 의해 설명되는데요, 그래서 부모가 키가 크면 자녀도 클 가능성이 높고, 부모가 작으면 작을 가능성이 큽니다. 하지만 이와 같은 유전적 요인 이외에도 성장기의 영양 상태가 매우 중요한데요, 단백질, 칼슘, 비타민 D, 아연 등이 충분히 공급되어야 뼈 성장판이 최대한 발달할 수 있습니다.또한 생활습관도 큰 영향을 미칩니다. 예시로 수면이 중요한데, 성장호르몬은 주로 밤에 깊이 잠들었을 때 분비되므로 충분한 수면은 필수적이며 줄넘기, 농구, 스트레칭 같은 활동은 성장판에 좋은 자극을 주며 뼈와 근육 발달을 도울 수 있습니다. 즉 키는 유전적 한계가 있지만, 후천적 요인을 최적화하면 유전적으로 기대되는 키보다 더 크게 자랄 수 있는 여지가 있습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 챗GPT의 신뢰도가 궁금합니다 몇프로
안녕하세요. 네, 질문해주신 AI 챗봇의 신뢰도는 상황에 따라 크게 달라지는데요 몇 퍼센트로 단정 짓기는 어렵지만, 대략적인 기준을 말씀드리자면 우선 이미 잘 정립된 사실, 예를 들자면 물의 화학식, 뉴턴의 운동 법칙, 광합성 과정 등은 정확도가 95% 이상으로 매우 높습니다. 다음으로 최신 정보는 제가 2025년까지의 데이터와 웹 검색을 활용할 수 있지만, 시점이나 출처에 따라 달라질 수 있어 정확도는 80~90% 정도라고 보는 것이 안전합니다. 또한 "닭이 먼저냐 알이 먼저냐"처럼 정답이 애매한 철학적·논쟁적 주제는 사실이 아니라 해석을 드리기 때문에 신뢰도는 퍼센트로 따지기보다는 참고용이며, 안전·건강·의학·독버섯 같은 위험 정보에 관해서는 오류를 낼 수 있으므로 절대 100% 신뢰하면 안 되고, 반드시 전문가나 공신력 있는 자료와 교차 확인하는 것이 필요합니다. 감사합니다.
화학
Q. 물이 메탄올보다 왜 pKa값이 더 작나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 물(H₂O)과 메탄올(CH₃OH)의 pKa 값 차이는 그들의 산성도와 분자 구조 차이로 인간 것인데요, pKa는 산의 강도를 나타내는 지표로, 값이 작을수록 강한 산을 의미합니다. 산(H–A)이 양성자(H⁺)를 잃어 음이온(A⁻)을 만드는 과정에서 pKa가 작다는 것은 H⁺를 더 잘 내놓는다는 의미입니다.우선 말씀해주신 것과 같이 물과 메탄올은 둘 다 OH를 가지고 있으나 메탄올은 OH옆에 CH3가 연결되어있습니다. 산이 H⁺를 내놓으면 음이온이 생성되는데요, 물은 음이온(OH⁻)은 전자를 안정화시킬 수 있는 다른 효과가 적지만, 주변에 전자를 끌어당기는 그룹이 없기 때문에 상대적으로 안정합니다. 반면에 메탄올의 경우에는 CH₃기(CH₃–)는 전자공여 성질(–I 효과)로 O⁻에 전자를 밀어주며, 전자가 더 많아지면 음이온이 덜 안정적이기 때문에 안정성이 낮으면 H⁺를 쉽게 내놓지 못하고, 따라서 산성도가 낮습니다. 감사합니다.
화학
Q. 앞으로 이차전지 산업 전망이 어떨까요?
안녕하세요. 네 말씀해주신 것과 같이 이차전지 산업은 전 세계적으로 전기차와 에너지 저장 시스템(ESS)의 수요 증가에 힘입어 성장해왔는데요, 하지만 전기차 시장의 성장 둔화는 이차전지 산업에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 2025년 상반기 기준, 전기차용 배터리 시장의 점유율이 16.6%로 작년 대비 5.4%포인트 하락했는데요, 이는 주요 배터리 제조사들의 수익성 악화와 가동률 저하로 이어지고 있습니다. 또한, 전기차 배터리의 주요 소재인 니켈, 코발트, 망간의 가격 변동성과 공급망 불안정성도 기업들의 경영에 부담을 주고 있는데요 특히, 중국의 리튬인산철(LFP) 배터리 기술이 발전하면서 가격 경쟁력이 강화되고 있습니다.그럼에도 불구하고 이차전지 산업의 중장기 전망은 여전히 긍정적인데요 SNE리서치에 따르면, 2035년까지 전 세계 이차전지 수요는 현재의 5.6배로 증가할 것으로 예상되며, 특히 전기차용 배터리 수요가 전체의 85%를 차지할 것으로 보입니다. 감사합니다.
화학
Q. 지금의 기후변화가 언제까지 지속될까요?
안녕하세요. 질문해주신 것처럼 기후변화가 언제까지 지속될지는 단순히 몇 년 후에 끝난다라고 말할 수 있는 문제가 아니며, 인류의 온실가스 배출과 지구 시스템의 반응에 따라 달라질 수 있는데요, 우선 현재 관측되는 기후변화는 주로 인간 활동에 의한 온실가스 배출때문입니다. 산업혁명 이후 화석연료 사용, 산림 벌채, 농업 활동이 증가하면서 대기 중 온실가스 농도가 급격히 높아졌으며 이로 인해 지구 평균 기온이 상승하고, 이상기후가 빈번하게 발생하고 있습니다.기후변화는 지구의 대기, 해양, 빙하, 토양 등 지구 시스템의 반응 시간에 따라 수십 년에서 수천 년까지 이어질 수 있는데요, 예를 들어서 대기 중 이산화탄소의 경우 일부는 수십 년, 일부는 수백 년 동안 남아 기후에 영향을 줍니다. 또한 지구 온난화에 따라 녹은 빙하와 온난화된 해양은 수백 년간 기후에 영향을 지속하기 때문에 따라서 지금 시작된 기후변화의 영향은 향후 수십 년에서 수백 년간 지속될 가능성이 있습니다.앞으로 기후변화가 얼마나 심하고 오래 지속될지는 인류가 온실가스 배출을 얼마나 줄이느냐에 달려 있는데요, 국제사회는 2050년 탄소중립(Net-Zero) 목표를 세우고 있으며, 이를 달성하면 기후변화 속도를 늦출 수 있겠으나, 그러나 이미 배출된 온실가스로 인해 완전히 원래 상태로 돌아가는 것은 어렵고, 일부 영향은 불가역적일 수 있습니다. 감사합니다.