안녕하세요
Q. 유전자 치료는 유전자 자체를 변형해 질병을 고치는 획기적인 방식이라는데요?
유전자 치료는 질병의 근본 원인이 되는 유전적 결함을 직접 수정하거나 보완하여 질병을 치료하는 방식입니다.크게 유전자를 추가하거나 편집하거나, 발현을 조절하는 방식으로 이뤄집니다.유전자를 추가하는 방식의 경우, 특정 질병은 몸에 필요한 단백질을 만들지 못하게 하는 유전자 돌연변이 때문에 발생하게 되는데, 유전자 치료는 이러한 결핍된 유전자 또는 결함이 있는 유전자를 대신하여 정상 기능을 하는 새로운 유전자를 환자의 세포에 삽입하는 방식입니다. 예를 들어 척수성 근위축증의 경우, SMA1 유전자의 돌연변이로 인해 필요한 단백질이 제대로 생성되지 않아 발생하는데, 유전자 치료는 정상적인 SMA1 유전자를 환자에게 주입하여 이 단백질의 생성을 복원시키는 것입니다. 그리고 유전자 편집의 경우 질병을 유발하는 특정 유전자의 돌연변이 부위를 직접 잘라내거나, 정상적인 염기 서열로 교체하여 유전자의 기능을 복원시키는 방법입니다. 이는 유전자의 염기 서열을 영구적으로 수정하는 방식입니다.최근 널리 알려진 유전자 가위(CRISPR/Cas9) 기술이 대표적입니다. CRISPR/Cas9은 특정 DNA 서열을 인식하고 잘라내는 효소(Cas9)와, 원하는 유전자 부위로 Cas9을 안내하는 가이드 RNA로 구성되어 있습니다. 이를 통해 질병을 유발하는 유전자를 정밀하게 편집하거나 삽입할 수 있는 것입니다.마지막으로 유전자 발현 조절의 경우 질병을 유발하는 특정 유전자의 과도한 발현을 억제하거나, 반대로 필요한 유전자의 발현을 증가시키는 방법입니다.예를 들어 특정 암의 경우, 암세포의 성장을 촉진하는 유전자의 발현을 억제하거나, 암세포를 죽이는 유전자의 발현을 증가시키는 방식으로 치료를 시도할 수 있는데, 이를 응용하여 RNA 간섭(RNAi) 기술을 이용하여 질병 유발 유전자의 발현을 억제하는 방식도 있죠.
Q. 속씨식물과 겉씨식물의 차이가 무엇이며 특징을 비교해서 알고 싶습니다.
속씨식물과 겉씨식물은 그 이름처럼 가장 큰 차이가 씨를 감싸고 있는 씨방의 유무입니다.속씨식물은 우리가 주변에서 흔히 볼 수 있는 대부분의 식물에 해당합니다.씨가 씨방이라는 주머니에 싸여 있어 겉으로 드러나지 않으며, 이 씨방은 나중에 열매로 발달하게 됩니다. 그리고 대부분 뚜렷한 꽃잎, 꽃받침을 가진 꽃을 피우며, 꽃은 곤충이나 동물, 바람 등 다양한 매개체를 통해 수분됩니다. 특히 중복 수정이라는 독특한 수정 방식을 가지는데, 하나의 정핵은 난세포와 수정하여 배를 만들고, 다른 하나의 정핵은 극핵과 수정하여 배젖을 만듭니다. 이 배젖은 배가 자라는 데 필요한 양분을 공급하게 되죠.또한 떡잎의 수에 따라 외떡잎식물과 쌍떡잎식물로 나뉘고, 내부적으로 물관과 체관이 발달하여 물과 양분 이동이 효율적으로 이뤄지는 편입니다.반면 겉씨식물은 씨방이 없어 씨가 겉으로 드러나는 식물을 말합니다.즉, 씨가 씨방에 싸여 있지 않고 밑씨가 겉으로 노출되어 있어 열매를 맺지 않습니다. 그리고 겉씨식물은 보통 우리가 알고 있는 화려한 꽃잎을 가진 꽃을 피우지 않으며 암꽃과 수꽃이 따로 피어 주로 바람에 의해 수분이 이루어집니다. 특히 중복 수정을 하지 않고, 정핵이 난세포와 결합하는 단일 수정을 하고 배젖은 수정 전에 형성됩니다.또한 종에 따라 떡잎의 수가 여러 개인 경우가 많고 내부적으로 물관 대신 헛물관이 있거나 물관이 없는 등 속씨식물보다 원시적인 관다발 구조를 가진 경우가 많습니다.
Q. 판게아가 등장하고나서 어떻게 중생대까지 변모했고 이과정에서 생물은 어떻게 변화를 맞이하나요?
판게아는 중생대 초기에도 하나의 거대한 덩어리였지만, 트라이아스기 후기부터 서서히 분열하기 시작했습니다.트라이아스기 후기부터 쥐라기 초기인 약 1억 7500만 년 전 판게아는 크게 북쪽의 로라시아와 남쪽의 곤드와나로 나뉘기 시작했고, 이 두 대륙 사이에는 넓은 테치스 해가 형성되었습니다.로라시아는 현재의 북아메리카, 유럽, 아시아의 대부분이 포함되어 있고, 곤드와나는 현재의 남아메리카, 아프리카, 인도, 호주, 남극을 포함합니다.그리고 약 1억 7천만 년 전 이후 로라시아와 곤드와나는 계속해서 분리되어 로라시아와 곤드와나 사이에서 대서양이 형성되기 시작했고 곤드와나에서 분리된 인도 대륙은 북쪽으로 빠르게 이동하기 시작했습니다.백악기에는 대륙의 분리가 더욱 가속화되어 현재와 유사한 대륙의 윤곽이 드러나기 시작했습니다. 이 시기에 대륙의 이동으로 인해 활발한 조산 운동이 일어나기도 했습니다.판게아의 형성 및 분열은 지구의 기후와 환경을 크게 변화시켰고, 이는 생물 다양성 및 진화에도 영향일 미쳤습니다.판게아 형성 시기인 고생대 말 모든 대륙이 하나로 뭉쳐지면서 해안선이 줄어들고 대륙 내부가 건조해지는 사막 기후가 광범위하게 나타났습니다. 이는 생물의 서식지를 크게 줄어들게 되어 고생대 말 페름기 대멸종의 주요 원인 중 하나가 되었습니다. 당시 생물 종의 95% 이상이 멸종하는 대규모 사건이었습니다.그리고 판게아 분열 시기인 중생대에는 대륙이 분리되면서 해안선이 길어지고, 얕은 바다인 대륙붕의 면적이 늘어났습니다. 이는 해양 생물에게 새로운 서식지가 되어 생물 다양성 증가에 결정적인 이유가 되었습니다. 게다가 기후가 온난화되었고, 새로운 해류가 생성되며 생태계 전반에 걸친 영향을 미치게 되었죠.
Q. 야생의 새는 더러운 물을 마셔도 괜찮나요?
야생에서 사는 새들은 우리 생각보다 오염된 물에 강한 내성을 가지고 있습니다.보통 새는 매우 빠른 신진대사를 가지고 있어 독소나 오염 물질을 비교적 빠르게 처리하고 배출할 수 있습니다. 또한 소화 시스템은 박테리아나 미생물에 대한 저항력이 강한 편인데, 특히 위산이 강해서 오염 물질을 효과적으로 분해할 수 있습니다.더욱이 야생 환경에서는 항상 깨끗한 물을 찾기 어렵습니다. 특히 도시 환경에서는 고여있는 물이 유일한 수원인 경우가 많아, 생존을 위해 오염된 물이라도 마실 수밖에 없는 상황에 놓이기도 하죠. 그래서 그러한 물을 어느정도 섭취할 수 있게 진화한 것입니다.
Q. 지구상에 생물이 살기 좋고 번식이 잘 되는 환경은 어떤 환경인가요?
생물마다 다르긴 하겠지만, 지구상에서 생물들이 가장 많이 번식하고 살기 좋은 환경은 보통 온화하고 습하며 영양분이 풍부한 지역입니다.좀 더 구체적으로 너무 덥거나 춥지 않은 온화한 기온은 대부분의 생물이 활동하고 번식하는 데 가장 적합한 환경이 됩니다. 극심한 기온 변화는 생명 활동에 큰 장애물이 될 수 있습니다. 또한 물은 모든 생명 활동의 필수 요소이기 때문에 액체 상태의 물이 풍부하게 공급되는 환경은 생물 다양성이 높고 번식률이 좋은 편입니다.그리고 식물이 자라기 좋은 영양분이 풍부한 토양은 생산자 생물이 번성할 수 있고, 이는 결국 소비자 생물들에게도 충분한 먹이를 제공하여 생태계 전반의 활력을 높이는 요인이 됩니다. 또한 광합성을 통해 에너지를 생산하는 식물에게 햇빛은 매우 중요하기에, 적절한 햇빛은 식물 성장을 촉진하고 이는 다시 다른 생물들의 먹이가 되는 것입니다.보통은 이러한 조건들이 충족되는 대표적인 지역은 열대 우림입니다.물론 어떤 환경이 가장 좋다고 단정하기는 어렵지만, 보통은 이런 요소들이 잘 갖춰진 곳일수록 더 많은 생물이 번성하고 번식할 가능성이 높다고 볼 수 있습니다.