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바이러스(바이러스 구조, 생활사)

바이러스(virus) 김진국 1. 바이러스 발견 바이러스(virus, 라틴어로 독, toxin)는 무생물에 가까운 생물이다. 바이러스는 단지 핵산(DNA, RNA)과 이를 싸고 있는 단백질 막만으로 되어 있으며, 몇 가지 효소만을 가지고 있다. 바이러스(virus, 라틴어로 독, toxin)는 드미트리 이바노프스키(Dmitri Iosifovich Ivanovsky, 1864~1920, 러시아)가 1892년 감염성 담배 모자이크병(담배 모자이크 바이러스) 연구하던 중에 발견하였다. 담배 모자이크병에 감염된 담뱃잎을 부수어 여과기(초벌구이 토기)에 넣어 통과한 여과액을 정상 담뱃잎에 접종하였더니 담배 모자이크병이 발생하였다. 그래서 담배 모자이크병을 일으키는 것은 여과기를 통과한다는 것을 밝혀냈다. 박테리아..

생물 2009.10.21

PCR(polymerase chain reaction, 중합효소연쇄반응, DNA 증폭, 실험실에서의 DNA복제)

PCR(polymerase chain reaction 중합효소 연쇄반응)은 실험실에서 DNA 분자 중에서 원하는 부분을 복제하여 증폭하는 방법이며 1985년, 캐리 멀리스(K. B. Mullis, 1944 ~ , 미국)가 개발하였다. PCR는 DNA 중에서 프라이머(primer)가 결합하여 복제가 시작되는 2개의 복제원점(Replication Origin) 사이의 DNA 부분을 대량으로 복제할 수 있다. 그래서 DNA 분자에서 증폭하고자 하는 부분의 경계지점에 있는 염기서열(border sequence, 시작 지점과 끝 지점의 염기서열)만 알 수 있으면 실험실에서 단시간 내에 필요한 DNA 부분을 복제하여 엄청난 양으로 증폭시킬 수 있다. 현재 기술로는 큰 DNA를 한 번에 PCR 법으로 복제하는 것은 ..

생물 2009.09.05

단풍과 낙엽

단풍(丹楓, autumn leaves)과 낙엽(落葉, leaf abscission) 김진국 가을이 되어 녹색의 식물들이 단풍이 들면 알록달록 총천연색으로 변하고 낙엽(落葉, leaf abscission)이 되는 이유는 무엇일까? 먼저 단풍은 어떻게 다양한 색깔을 띠게 되는지 생각해보자. 가을의 대표적인 단풍 식물인 단풍나무 과에 속하는 식물들은 붉은색을 띠게 되는데 이는 잎 속의 엽록소(葉綠素, chlorophyll)가 분해되어 녹색이 없어지고 표피세포의 액포 속에 있던 안토시안(anthocyan) 색소 등이 드러나기 때문이다. 안토시안(anthocyan)은 적색, 청색, 보라색 꽃의 주색소로 화청소(花靑素)라고도 불린다. 안토시안(anthocyan)이란 말은 그리스어로 꽃을 뜻하는 anthos와 청색을..

생물 2009.09.05

질소 순환(nitrogen cycle)

1. 질소의 순환 단백질은 여러 종류의 아미노산이 펩타이드 결합으로 이루어진 고분자 화합물이며 몸을 구성하고 조절하며 에너지를 공급하는 영양소이다. 구성 원소는 C, H, O, N, S 등이다. 아미노산은 유기산에 아미노기가 결합된 것이다. 아미노산의 종류는 20여 종이며 이들 20여 종의 아미노산들이 DNA의 유전정보에 따라 순서에 맞게 배열되어 결합된 것을 폴리펩티드라 하고 폴리펩티드가 입체구조를 형성한 것을 단백질이라 한다. 단백질의 입체 구조가 변화되거나 파괴되면 단백질로서의 작용을 할 수 없고 단지 아미노산 공급원이나 에너지원으로 이용될 수 있다. 생물에 필수 물질인 단백질의 합성에는 무기 질소화합물이 있어야 한다. 무기질 질소는 지구상에서 아래와 같은 상태의 질소화합물로 존재한다. 질소화합물 ..

생물 2009.09.05

감미료(천연감미료 인공감미료)

감미료(甘味料, sweetening, 천연 감미료, 인공 감미료) 인간이 단맛을 좋아하는 것은 본능이다. 임신 중의 태아기에 단맛을 내는 물질을 양수에 투입하면 태아가 양수를 더 많이 삼킨다는 보고가 있고, 우리가 당분을 섭취하면 세로토닌이라는 신경전달 물질이 분비되는데 세로토닌은 기분을 좋게 한다. 그런데 당분을 과다 섭취하면 세로토닌이 과다 분비되고 이에 맞춰 기분이 매우 좋은 상태가 되는데 당분을 당분간 끊게 되면 이 좋은 기분이 유지될 수 없으므로 오히려 우울증이 생긴다. 당분은 중독성이 있다고 할 수 있는 것이다. 인간의 뇌세포와 신경세포는 혈당(혈액 속의 포도당)을 에너지원으로 쓴다. 그리고 공부나 스트레스 등 정신활동은 뇌의 활동과 관련이 있다. 공부를 하거나 스트레스 등 과다한 정신활동을 ..

생물 2009.09.05

돼지와 돼지고기

돼지와 돼지고기 김진국 돼지는 생활 속에서나 음식재료로서나 유전적으로 우리와 가장 가까운 동물 중의 하나이다. 그래서 돼지를 이용해 사람에게 이식할 인공장기를 계발하고 있다. 예를 들어 사람의 어떤 특수 유전자를 돼지세포의 핵에 주입하여 돼지의 기관을 만들어 사람에게 이식하기 위한 시도를 하고 있으며 가능성이 가장 높다고 한다. 이와 같이 돼지를 이용한 인공장기 계발은 이종의 동물을 이용한 인공장기 중에서는 거부반응이 적고, 또 계발 비용이 싸고 재료 구하기가 용이하여 많은 실험을 할 수 있으므로 거부반응을 완전히 극복하기가 가장 쉽기 때문이다. 최근에 돼지의 정소에서 남성호르몬의 일종인 난드롤론(nandrolone)이 다량 생산된다는 사실이 알려졌다. 다른 동물과는 달리 돼지에서만 난드롤론(nandro..

잡글 2009.03.27

식물 색소(植物色素, Plant pigment)

식물 색소(植物色素, Plant pigment) 김진국 1. 물체의 색 어떤 물체가 특정한 색으로 보인다는 것은 빛이 물체에 비칠 때 일부 색의 빛이 물체에 흡수되고 남은 색깔의 빛이 반사되어 우리 눈으로 들어오는 것을 느끼는 것이다. 붉은 옷을 입은 사람을 어두운 밤에 보면 검게 보인다. 이것은 붉은 옷에 비치는 빛이 약해 반사되는 붉은색의 빛도 약하므로 붉은색의 빛을 느낄 수 없을 뿐만 아니라 나머지 모든 색의 빛이 흡수되므로 주위보다 반사되는 빛의 양이 적어 더 검게 보이는 것이다. 생물은 스스로 빛을 생성하여 방출하는 생물도 있지만 대부분 외부에서 받은 빛을 흡수하고 남은 빛이 반사되어 색을 띠게 된다. 스스로 빛을 방출하는 발광생물(發光生物, luminous organ, photogenic or..

생물 2009.03.23

스트레스에 의한 세포노화

스트레스에 의한 세포 노화 김진국 생물은 몸체의 부위에 따라 세포 분열을 하는 세포도 있고 세포 분열을 하지 않는 세포도 있다. 신경 세포(뉴런), 표피세포 등과 같이 고도로 분화된 조직의 세포는 분열하지 않는다. 그런데 세포는 오래되어 노화되거나 손실이 일어나면 세포수를 보전해 주어야 한다. 예를 들어 표피세포가 손실되면 표피세포의 기저부에 있는 줄기세포가 분열하고 분화되어 표피세포로 된다. 그리고 세포분열 주기도 동물 종류나 조직의 종류에 따라 다르다. 개구리의 초기 배아(약 30분), 효모세포(1.5 - 3시간), 장의 상피세포(12시간), 배양한 포유동물 섬유아세포(20시간), 인간의 간세포(1년) 등이다. 동물 발생과정에서는 세포분열이 빠르며, 소화기관 중에서 위와 같이 산성 환경에 노출된 위벽..

생물 2009.03.23