류경범 전문가 - CELL ㅣ 궁금할 땐, 아하!

생물·생명1일 전 작성 됨

Q. 프로모터 복제원점과 같이 부차적인 기능을 하는 유전자들은 인트론 부위가 많지 않나요?

실제로는 그렇지는 않습니다.먼저 엑손이란 유전자의 전사체(RNA) 내에서 최종적으로 성숙한 mRNA에 남아 단백질 번역에 참여하는 서열이며, 인트론은 유전자의 전사체 내에서 스플라이싱 과정을 통해 제거되는 비암호화 서열입니다.즉, 인트론과 엑손은 유전자 발현 과정, 특히 단백질을 암호화하는 유전자에 해당하는 개념입니다.그리고 프로모터는 유전자의 전사 시작을 조절하는 DNA 서열로 RNA 중합효소가 결합하여 전사를 개시하는 부위이며, 복제 원점은 DNA 복제가 시작되는 특정 DNA 서열입니다.이 두 부위는 단백질을 암호화하지 않습니다. 즉, mRNA로 전사되어 단백질로 번역되는 과정을 거치지 않습니다. 따라서 이들 부위에는 인트론이라는 개념이 적용되지 않습니다. 인트론은 단백질 암호화 유전자 내에서 발견되며, 전사 후 스플라이싱 과정을 통해 제거됩니다.결국 프로모터와 복제 원점은 단백질을 암호화하지 않기 때문에 인트론이라는 개념이 적용되지 않습니다. 인트론은 주로 단백질을 암호화하는 유전자 내에서 발견되며, tRNA 유전자 중 일부에도 인트론이 존재할 수 있지만 그 메커니즘은 다릅니다. 따라서 '부차적인 기능'이라고 말씀하신 부분은 정확히 어떤 유전자를 말씀하시는지에 따라 달라질 수 있습니다.

생물·생명1일 전 작성 됨

Q. 곤충은 왜 일반적으로 동물보다 크기가 작을까요?

곤충의 신체 구조와 생리적 특성 때문입니다.곤충은 척추동물처럼 몸 안에 뼈가 있는 내골격 대신, 몸 밖에 단단한 껍질인 외골격을 가지고 있습니다. 이 외골격은 몸을 지탱하고 보호하는 역할을 하지만, 동시에 크기를 제한하는 요인이 됩니다.즉, 몸집이 커지면 외골격의 무게가 기하급수적으로 늘어나고, 이를 지탱하기 위한 근육도 더 커져야 합니다. 결국 너무 커지면 외골격 자체가 엄청난 무게가 되어 움직이기 어려워집니다.게다가 곤충은 성장할 때 이 외골격을 벗는 탈피 과정을 거치는데, 몸집이 커질수록 탈피 과정이 더 위험하고 어려워집니다. 탈피하는 동안 무방비 상태가 되기 때문에 천적에게 노출될 위험도 커지게 되죠.게다가 곤충은 폐나 아가미처럼 집중된 호흡기관이 없습니다. 대신 몸 전체에 퍼져 있는 그물망 같은 기관이라는 작은 관들을 통해 공기 중의 산소를 직접 세포로 확산시킵니다.이러한 산소 확산 방식은 효율적이지만, 산소가 이동할 수 있는 거리에 한계가 있습니다. 몸집이 커지면 산소가 몸속 깊이까지 도달하는 데 어려움이 생겨 산소 공급이 충분하지 않게 됩니다.물론 과거 곤충이 지금보다 훨씬 컸던 시대에는 대기 중의 산소 농도가 지금보다 훨씬 높았기 때문에 거대 곤충이 존재할 수 있었지만 현재의 산소 농도에서는 큰 몸집을 유지하기 어렵습니다.그리고 곤충은 혈액이 혈관 안에만 흐르는 폐쇄 순환계가 아닌, 혈액이 몸속 빈 공간에 직접 흐르는 개방 순환계를 가지고 있습니다. 이러한 순환계는 몸집이 작을 때는 효율적이지만, 몸집이 커지면 혈액을 중력에 저항하여 순환시키는 데 어려움이 생겨 산소와 영양분 공급이 원활하지 않게 됩니다.

생물·생명1일 전 작성 됨

Q. 거미줄은 어떻게 그렇게 탄력이 있고 끈끈할까요?

거미줄의 독특한 구조 덕분입니다.거미줄의 주성분은 파이브로인이라는 단백질의 일종으로, 이 단백질은 알라닌과 글라이신이라는 두 종류의 아미노산이 대부분을 차지하는데, 이러한 아미노산 서열이 거미줄의 강도와 유연성을 결정하게 됩니다.그리고 거미줄의 끈끈한 접착력은 거미줄 자체의 단백질 때문이 아니라, 말씀하신 것처럼 거미가 특정한 물질을 발라놓기 때문입니다. 주로 거미줄의 가로줄에 당단백질과 이를 둘러싼 접착성 물질이 묻어 있습니다. 이 접착 물질은 공기 중의 수분을 흡수하면서 매우 끈적끈적하게 변하며, 늘어났다가 줄어들기도 하는 특성을 가지게 되죠.