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생물·생명
Q. siRNA와 preRNA의 차이는 무엇인가요?
siRNA와 pre-miRNA는 둘 다 RNAi 메커니즘을 통해 유전자 발현을 억제한다는 점은 비슷하지만, 기원이나 생성 과정, 그리고 표적 mRNA와의 결합 방식에서 차이가 있습니다.먼저 siRNA는 외부에서 유입된 긴 이중 가닥 RNA가 Dicer 효소에 의해 잘려 생성됩니다. 반면, miRNA는 세포 내 유전자에 의해 생성된 후 드로셔와 다이서 효소를 거쳐 만들어집니다.무엇보다 가장 중요한 차이점은 표적 mRNA와의 결합 방식입니다.siRNA는 표적 mRNA 서열과 상보적으로 결합하여 RISC 복합체에 의한 mRNA 절단 및 분해를 유도합니다. 이 때문에 특정 유전자 하나를 강력하게 억제하는 데 효과적이죠.반면, miRNA는 표적 mRNA의 3' 비번역 영역과 부분적으로 상보적으로 결합하며, 주로 mRNA의 번역을 억제하거나 불안정하게 만듭니다. 그래서 하나의 miRNA가 여러 유전자의 발현을 동시에 미세 조절할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 철의 유무에 따라서 페리틴과 트랜스페린의 유전자 발현은 어떻게 달라지나요?
세포 내 철분 농도에 따라 페리틴과 트랜스페린의 유전자 발현은 정반대로 조절되는데, 이 조절은 철 조절 단백질(IRP)과 mRNA의 철 반응 요소(IRE) 간의 상호작용을 통해 이루어지게 됩니다.철분이 많을 때 IRP는 철분과 결합하여 IRE에 붙지 못하게 됩니다. 그래서 페리틴 mRNA의 번역이 활발해져 철분 저장 단백질인 페리틴이 많이 만들어집니다. 반대로 트랜스페린 수용체 mRNA는 불안정해져 분해되므로 철분의 흡수가 줄어듭니다.반면 철분이 부족할 때 IRP는 IRE에 결합하여 페리틴 mRNA의 번역을 억제합니다. 따라서 페리틴 생성이 줄어들어 철분 저장이 감소합니다. 동시에 IRP가 트랜스페린 수용체 mRNA에 결합하여 mRNA를 안정화시키므로, 트랜스페린 수용체가 많이 만들어져 세포로의 철분 흡수가 증가합니다.
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Q. 투구게는 양식없이 오로지 바다에서 잡는 건가요?
먼저 투구게는 양식되지 않으며, 필요한 혈액을 얻기 위해 바다에서 잡아야만 합니다.물론 잡은 투구게는 혈액의 일부를 채취한 후 다시 바다로 방류되지만, 이 과정에서 많은 개체가 죽거나 상처를 입습니다. 이 때문에 투구게 개체 수가 감소하고 있어, 과학자들은 투구게를 대체할 수 있는 합성 물질을 개발하고 있죠.
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Q. 갈색 지방의 UCP1 단백질이 ATP 합성 대신 열 발생을 유도하는 메커니즘은 무엇인가요?
갈색 지방 세포의 미토콘드리아에 있는 UCP1 단백질은 ATP 합성효소를 우회하여 열을 발생시킵니다.일반적으로 세포 호흡 과정에서 전자전달계는 미토콘드리아 내막을 가로질러 양성자를 막 사이 공간으로 펌핑하여 농도 기울기를 형성합니다. 이 기울기에 저장된 에너지는 ATP 합성효소를 통해 ATP를 만드는 데 사용되죠.하지만 추운 환경이라면 신경계 신호에 의해 UCP1이 활성화되고, 자유 지방산이 UCP1에 결합하면서 단백질의 구조를 변화시킵니다. 이로 인해 UCP1은 양성자가 ATP 합성효소를 통하지 않고 기질로 돌아올 수 있는 통로가 되게 됩니다.결과적으로 양성자 농도 기울기가 사라지면서 ATP 합성이 아니라, 저장되었던 에너지는 열에너지로 방출되는 것입니다.
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Q. 유전자 재조합을 위해 cDNA를 만들 때 RNase는 소량 처리해야 되는 이유가 무엇인가요?
RNase는 RNA를 분해하는 효소이기 때문입니다.cDNA를 합성하기 위해서는 mRNA를 주형으로 사용해야 합니다. 역전사 효소가 이 mRNA 주형을 읽어 cDNA를 만들죠.만약 RNase를 필요 이상으로 많이 처리하면, 아직 cDNA로 만들어지지 않은 주형 mRNA마저도 파괴될 수 있습니다. 이렇게 되면 cDNA를 만들 재료가 사라져서 cDNA 합성 효율이 크게 떨어지게 됩니다.그래서 소량의 RNase는 cDNA 합성이 끝난 후, cDNA와 결합된 불필요한 mRNA 잔해를 제거하는 용도로만 사용됩니다. 따라서, 원하는 cDNA를 성공적으로 얻기 위해서는 mRNA 주형을 보호하면서 불필요한 부분만 제거할 수 있도록 RNase의 양을 주의해야 합니다.
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Q. 달걀껍데기의 주성분은 무엇이며 어떤 역할을 하나요
달걀 껍데기의 주성분은 탄산칼슘입니다.탄산칼슘이 약 95%를 차지하고, 3.5%정도의 소량의 유기물과 단백질 등으로 구성되어 있습니다.달걀껍데기는 나름 단단한 구조로 되어 있어 외부 충격으로부터 내부를 보호합니다. 닭이 품는 동안 알을 밟거나 충돌하는 상황에서도 내용물이 손상되지 않도록 지탱하는 역할을 하는 것이죠.또 달걀껍데기는 완전히 닫힌 구조가 아니라 표면에는 미세한 구멍이 많이 있는데, 이 구멍을 통해 산소가 내부로 들어가고 이산화탄소가 외부로 나옵니다. 이는 부화 중인 병아리가 호흡하고 성장하는 중요한 역할이죠.게다가 부화가 진행되면서 배아는 껍데기 안쪽의 칼슘을 녹여 뼈대를 형성하는 데 사용합니다. 그래서 부화가 진행됨에 따라 껍데기의 강도는 약해지는데, 이는 병아리가 다 자란 후 쉽게 껍데기를 깨고 나올 수 있게 만들기도 하죠.
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Q. 이거 바퀴벌레인가요 제발..알려주세요
사진이 흔들리긴 했지만, 바퀴벌레가 맞는 것으로 보입니다.바퀴벌레는 한 마리가 보였다는 것은 이미 번식했을 가능성이 크기 때문에 조치가 필요합니다.그리고 개인이 시중에 파는 약으로 박멸하기는 매우 어렵습니다. 바퀴벌레는 숨어 있는 곳이 많고, 알집까지 제거하지 않으면 계속해서 번식할 가능성이 높습니다.세스코 같은 방역 업체를 이용할 수 있다면 가장 좋겠지만, 그렇지 않다면, 먹이가 될 수 있는 것을 제거하고 바퀴벌레의 이동 통로가 될 수 있는 구멍을 막고 습하지 않게 만드는 것이 좋습니다.그리고 할 수 있다면 연기로 된 살충제로 전체를 방역하고 이후 겔로 된 살충제를 사용하는 것도 방법입니다.하지만 무엇보다 한 마리가 아니라 여러 마리가 지속적으로 보인다면, 고민하지 마시고 전문가의 도움을 받는 것이 가장 확실한 해결 방법입니다.
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Q. 가장 최근에 멸종했다고 알려진 생물은 무엇인가요?
사실 최근이라 한다면 2020년 이후로만 봐도 꽤 많은 생물들이 멸종 선언을 받았습니다.다만, 멸종은 한 개체의 마지막 목격 이후에도 수십 년간 생존 여부를 확인하는 과정을 거치기 때문에, 멸종 선언 시기와 실제 멸종 시기가 다를 수 있습니다.흰부리딱따구리는 2021년 미국 정부에 의해 공식적으로 멸종이 선언되었는데, 마지막으로 확실하게 목격된 것은 1944년입니다.Splendid poison frog(화려한 독 개구리라 해야 할까요.. 번역된 것이 없어서..)의 경우 2020년 세계자연보전연맹(IUCN)에 의해 멸종이 확정되었습니다.그 외에도 필리핀 라나오 호수에 서식하던 민물고기 17종 중 15종이 2020년에 멸종 선언되었죠.
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Q. 트립토판 오페론의 전사 감쇄 기작은 어떻게 일어나는 것인가요?
트립토판 오페론의 전사 감쇄는 전사가 시작된 후 mRNA의 2차 구조 변화로 인해 전사가 중단되는 조절 방식입니다.이 기작은 전사-번역 동시 진행이 가능한 원핵생물에서 일어납니다.mRNA의 선도 서열에는 4개의 영역이 있는데, 이들은 서로 다른 조합으로 머리핀 구조를 형성할 수 있습니다.트립토판 농도가 높을 때, 리보솜은 선도 서열을 빠르게 번역하여 영역 2를 지나치고, 이로 인해 영역 3과 4가 결합하여 종결자 고리를 형성하고, RNA 중합효소는 전사를 중단합니다. 반면 트립토판 농도가 낮을 때, 리보솜은 영역 1의 트립토판 코돈에서 멈춥니다. 이로 인해 영역 2와 3이 결합하여 반종결자 고리를 형성하고, 이는 종결자 고리의 형성을 방해하여 전사가 계속되게 만듭니다.이렇게 전사 감쇄는 세포 내 트립토판 농도에 따라 유전자 발현을 미세하게 조절하는 기작이죠.
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Q. 부분 이배체가 생성되는 원리는 무엇인가요?
결론부터 말씀드리면 Hfr 균주 형성과 불완전한 절단 때문입니다.F 플라스미드는 원래 대장균의 염색체와 상동 재조합을 통해 통합되어 Hfr 균주를 형성할 수 있습니다.이렇게 통합된 F 플라스미드가 다시 분리될 때, 가끔 대장균 염색체의 일부를 잘못 잘라내어 절단된 F 플라스미드를 만듭니다. 이 절단된 플라스미드에는 F 유전자뿐만 아니라 원래 염색체에 있던 유전자 일부가 포함되어 있죠.이 절단된 F 플라스미드가 다른 대장균에 주입되면, 수용균은 이미 자신의 염색체에 가지고 있던 유전자와, 절단된 플라스미드를 통해 받은 추가적인 유전자를 동시에 가지게 되는 것입니다.