박종군 전문가 - 원광대학교 생명과학부 ㅣ 궁금할 땐, 아하!

생물·생명2023년 5월 27일 작성 됨

Q. 생명체마다 수명이 다른 이유가 뭔가요??

안녕하세요. 박종군 교수입니다. 모든 생명체들은 세포로 구성되는데 세포의 중심부위에 위치한 핵은 DNA를 포함하고 있습니다. 수만개의 유전자들은 DNA라는 하드디스크에 아로 새긴 앱들로 비유할 수 있읍니다. 생명체의 대부분의 생화학적인 사건들은 효소들에 의해 수행되는데, 유전자가 전사되어 RNA가 생성되고, RNA는 번역되어 효소 등의 단백질이 형성됩니다. 이러한 모든 과정이 손상없이 효율적으로 수행되어야 생명이 지속되고 장수할 수 있읍니다. 우리 몸의 대사과정과 과도한 운동에서 발생되는 활성산소나 대기 오염물질, 자외선 등은 세포의 DNA를 공격하여 변형하고 돌연변이를 누적시켜 노화가 진행됩니다. 바다 거북이등의 느린 운동은 과도한 활성산소를 발생하지 않아 장수에 도움이 될 것으로 추측됩니다. 이에 비해 쥐는 맥박수가 빠르고 대사과정도 활발하여 행복하나 빨리 죽는 것으로 보입니다. 활성산소 이외에도 염색체 말단의 복제를 돕는 텔로머라제의 활성, 암억제 단백질들과 DNA 회복효소, DNA 복제효소 등의 건전성들이 노화의 진행에 관여하는 것으로 알려져 계속적인 연구가 진행되고 있읍니다.

생물·생명2023년 5월 27일 작성 됨

Q. 식물이 광합성을 한다는것은 호흡을 하는것과 같은 의미인가요?

안녕하세요. 박종군 교수입니다. 광합성은 식물이나 광합성 세균이 수행하는 것으로, 물과 이산화탄소를 원료로 이용해 포도당과 산소를 만드는 과정입니다. 작은 분자들을 원료로 하여 큰 분자인 포도당을 만드는 일은 어려우므로 에너지가 투입되어야하는데, 광합성의 경우 태양빛의 에너지를 식물의 엽록체에 포함된 엽록소 분자가 포획하여 이용합니다. 포획된 태양에너지는 물분자를 수소와 산소로 분해하면서 나오는 전자의 에너지를 높히는데 이용되고, 높은 에너지의 전자는 전자전달계에 전달되면서 낮아지는데, 그 에너지 차이는 양성자를 엽록체 막 경계의 한쪽으로 계속 펌프질하는데 이용됩니다. 이렇게하여 고농도로 농축된 양성자는 ATP합성효소의 미세한 틈을 이용하여 빠져나가면서 ADP와 무기인산을 재료로 ATP라는 고에너지 운반체를 만드는데 이용됩니다. 이렇게 형성된 ATP는 단순한 분자인 이산화탄소의 탄소를 복잡한 분자인 포도당에 누적하는데 필요한 에너지로 쓰입니다.이에 반해 호흡은 식물이나 동물의 미토콘드리아에서 일어나는 과정으로, 큰 분자인 포도당을 산소와 반응시켜 분해해서 작은 분자인 이산화탄소와 물로 만드는 과정입니다. 큰 것이 작아지면 에너지가 나오는데 이 에너지를 이용해 ATP를 만드는 것입니다. 호흡의 세부적인 모습은 놀랍게도 광합성의 모습과 비슷하여, 전자전달, 양성자 축적, ATP합성효소가 미토콘드리아에서도 나타납니다.광합성이 지구에 산소를 누적시키고 보너스로 포도당을 선물함으로써, 산소와 포도당을 이용하는 미생물, 동물, 인간의 삶이 가능함을 생각해보면, 지구의 주인은 식물이고 인간은 식물들의 노고에 누를 끼치지 말아야 할것입니다. 탐욕은 지금보다 대폭 줄이고 환경친화적인 미니멀 라이프의 소비로 지구 환경을 건강히 유지하는 삶의 방식이 절실합니다.

생물·생명2023년 5월 20일 작성 됨

Q. 노화방지를 위한 유전자 개선같은 과학은 개발된게 없을까요?

안녕하세요. 박종군 교수입니다. 노화는 유전물질인 DNA의 염기나 당-인산 골격이 자외선이나 활성산소, 핵폭탄등의 방사능에 의해 손상받아 변형되는 과정에서 출발합니다. 이러한 구조 변형은 인지단백질인 ATM등에 의해 인지된 후, 암억제단백질이자 전사인자인 p53계에 전달되고, p53은 세포주기를 정지시킨 후 DNA를 고치는 DNA회복효소들을 활성화시킵니다. 모든 유전자들은 DNA에 있으므로 DNA의 구조 변형을 원래대로 회복하는 일은 노화 방지에 필수적인 일입니다. 따라서 이 과정들을 보조할 수 있는 천연물들, 예컨대 비타민 C나 안토시아닌등의 항산화제, DNA회복을 돕는 인삼 사포닌등은 항노화제로 이용되고 있읍니다. 향후 과학발전에 따라 노화 관련 유전자들의 구조와 기능을 잘 유지하게 하는 유전자 가위등의 기술이나 이상적인 조합물이 출현한다면 인간의 수명은 지금보다 크게 연장될 것입니다.물론 무뇌아적인 환경파괴와 광기로 가득찬 핵전쟁으로 인류 종 절멸이 일어난다면 위 노력의 의미는 매우 퇴색되고 인류는 잔존하기 위해 다른 별을 찾아 나서야 될 것입니다.