陰陽和平之人 의 陽中陰 陰中陽

Millennium Prize Problems

1. P-NP 문제 (P versus NP)

P-NP 문제는 컴퓨터가 답이 되는 몇 가지 경우는 빠르게 찾을 수 있지만, 완벽한 답을 빠르게 찾을 수는 없는 모든 경우에 대한 문제이다. 이것은 컴퓨터 과학 이론에서 가장 중요한 미해결 문제이기도 하다.

2. 호지 추측 (Hodge conjecture)

호지 추측은 사영 공간에서의 대수적 순환에 대한 추측이다. 호지 순환은 유리적인 대수적 순환의 일차 결합이다.

3. 푸앵카레 추측 (Poincare conjecture)

푸앵카레 추측은 프랑스의 저명한 수학자인 앙리 푸앵카레가 1904년에 제기한 위상수학의 한 명제로, 위상기하학에서 2차원 구면은 단일 연결이라는 근본적인 특징을 가지고 있는데, 3차원 표면에서도 구에 대해서 그러한 사실이 성립하는지에 대한 문제이다. 구체적으로 어떤 하나의 닫힌 3차원 공간에서 모든 폐곡선이 수축되어 하나의 점이 될 수 있다면, 이 공간은 반드시 원구로 변형될 수 있다는 것이다. 러시아의 저명한 수학자인 그리고리 페렐만에 의해서 증명되었다. 최초로 풀린 밀레니엄 문제이다.

4. 리만 가설 (Riemann hypothesis)

리만 가설은 리만 제타 함수에 대한 독일의 저명한 수학자인 베른하르트 리만의 추측으로, 리만 제타 함수의 자명하지 않은 해의 실수부가 모두 1/2라는 것이다. 이것은 정수론과도 광범위한 관련이 있고, 특히 소수의 분포와도 관련이 있다. 이것은 힐베르트의 문제들 목록에서 8번째 문제였고, 2004년 미국 퍼듀 대학교의 루이스 드 브랑게스 교수가 풀었다고 하면서 가설의 증명을 발표했지만, 검토 중에 증명에 오류가 있음이 발견되었다고 한다. 결국, 2015년 현재까지 미해결 문제로 남아있다.

=> http://blog.naver.com/la6354/220535062926

리만가설 다큐멘터리

5. 양-밀스 질량 간극 가설 (Yang-Mills existence and mass gap)

물리학에서 양-밀스 이론은 쿼크나 글루온과 같은 아원자 입자의 물리를 다룬다. 이 이론에서는 가장 가벼운 입자마저도(광자와 달리) 양의 질량을 가진다. 이 현상을 질량 간극이라고 한다. 이 문제는 양-밀스 이론을 수학적으로 엄밀하게 정의하고, 또한 질량 간극을 가지는 것을 수학적으로 증명하는 것이다.

6. 나비에-스토크스 방정식 (Navier-Stokes existence and smoothness)

나비에-스토크스 방정식은 액체와 기체의 운동을 설명한다. 19세기에 이것이 발견되었지만, 아직도 완벽하게 이해되지는 않았다. 이 방정식의 해를 구하는 공식은 아직 발견되지 않았다.

7. 버치-스위너턴다이어 추측 (Birch and Swinnerton-Dyer conjecture)

버치-스위너턴다이어 추측은 방정식 중 특정한 경우, 타원곡선을 유리수에서 정의하는 경우에 대해서 다룬다. 이 추측은 방정식이 유리해를 유한개를 가지는지, 무한개를 가지는지를 알 수 있는 간단한 방법이 있는지에 대한 추측이다. 힐베르트의 문제들 목록에 있는 10번째 문제에서는 더 일반적인 경우에 대해서 다루었고, 이 경우에는 어떤 해를 가지는 방정식을 결정하는 방법은 없다는 것이 증명되었다.

출처 -'위키피디아'

목차

추천의 말 ｜ 과학자의 수다에는 뭔가 특별한 것이 있수다! 5
정재승

프롤로그 ｜ 어쩌면, 태초에 ‘수다’가 있었다! 8
강양구

① 암흑 에너지 ｜ 아인슈타인도 홀린 암흑의 힘 14
황재찬, 이종필, 이명현, 강양구

② 근지구 천체 ｜ 슈퍼 영웅보다 힘센 과학 이야기 42
문홍규, 김상욱, 이명현, 강양구

③ 뇌 과학 ｜ 판도라의 상자, 뇌 과학 82
김승환, 김상욱, 이명현, 강양구

④ 양자 역학 ｜ 슈뢰딩거의 고양이와 함께 양자 세계를 여행하다 114
이상욱, 김상욱, 이명현, 강양구

⑤ 줄기세포 ｜ ‘황우석의 덫’에서 탈출하라 140
류영준, 김병수, 이명현, 강양구

⑥ 힉스 입자 ｜ 태초에 힉스 입자가 있었다 168
이종필, 이강영, 이명현, 강양구

⑦ 핵에너지 ｜ 핵 발전소 없는 여름을 꿈꾼다 192
윤태웅, 이종필, 이명현, 강양구

⑧ 3D 프린팅 ｜ 3D 프린팅이 열어 줄 신세계 226
고산, 김창규, 김상욱, 이명현, 강양구

에필로그 ｜ 과학 수다, 그 뜨거웠던 과학 커뮤니케이션의 용광로 254
김상욱

에필로그 ｜ ‘쉽게’보다는 ‘친절하게’ 과학을 들려주는 이야기 258
이명현

출연진 소개 262

찾아보기 268

프레시안 서평

 "아뿔싸! 이런 경이로운 수다를 놓칠 뻔했다"

서평가라는 직함으로 주로 서평을 써오고 있지만 오늘은 예외다. <과학수다 1, 2>(사이언스북스 펴냄)를 다루게 됐으니 이건 서평이 아니라 '수다평'이라고 해야 할 듯싶어서다.

여느 주부들과 달리 수다가 '주특기' 혹은 '주요 관심사'가 아니어서 무심코 지나쳤던 책인데, <프레시안>의 서평 제안을 받고서야 손에 들었다. 그것도 중학생인 딸아이 책장에 꽂혀 있는 책을 다시 들고 와서. 사실은 아이의 과학 공부에 도움이 되겠거니 하고 넘겼던 책이다.

하지만, 아뿔싸! 첫 수다를 읽으면서부터 바로 오판을 자인해야 했다. 시작부터 우주의 '암흑 에너지'를 다루는데, 이걸 아이에게 읽히려고 했다는 말인가! (물론 아이가 이 책을 손에 든 흔적은 전혀 없기에 그렇게 염려할 일은 아니었다.) 자세를 바로 하고 '경청 모드'로 '하이 레벨'의 과학 수다에 귀를 기울이는 수밖에. 

과학 담당 기자가 한 명 합석하기는 했지만 이 과학 수다는 '과학자들의 수다'다. 전공 칸막이가 중요한 건 아니더라도 인문학 전공자인 나 같은 독자가 읽기에는 어려운 대목이 있는 것도 사실이다(교양 과학서를 좀 읽은 축에 들더라도 말이다). 아니 책을 읽기 전 지레 짐작이 그랬다. 

하지만 두 가지를 미리 알고 책을 읽으면 부담을 덜 수 있을 듯싶다. 한 가지는 '수다'에 값할 만큼 편하면서 기대 밖으로 재미있다는 것이고, 다른 한 가지는 당사자인 과학자들도 모르는 게 많다는 것이다. 그렇다고 맞먹는 것은 아니다. 그들은 무엇을 모르는지 안다는 점에서 무얼 모르는지도 모르는 일반 독자와는 무지의 레벨이 다르니까. "물리학자이긴 하지만 저도 우주론은 깊이 있게 알지 못해요"라는 발언을 책의 서두에서 접하면서 든 생각이다. 

그러면, 혹은 그럼에도 불구하고, 어째서 재밌는가. 뭔가 새로운 사실을 알게 됨과 동시에 우리가 알고 있는 지식의 한계까지도 까발려주고 있어서다. 우주론에 관한 수다가 좋은 사례다. 현재까지 우주에 대해 우리가 알고 있는 바는 이렇게 정리된다고 한다. 

"우주의 나이는 약 137억 년이다. 가속 팽창을 하고 있다. 가속 팽창의 원인은 암흑 에너지 때문이다. 암흑 에너지는 우주 전체의 72퍼센트 정도를 차지하고 있다. 우리가 아는 원자로 이루어진 보통의 물질은 4.6퍼센트이다. 그리고 우주의 약 23.3퍼센트는 원자가 아닌, 그 정체를 아직 모르는 무거운 암흑 물질이다." (28쪽)

이른바 빅뱅 이후에 우주가 계속적으로 팽창하고 있다고, 그것도 가속 팽창을 하고 있다는 표준 모델이다. 이것이 현재 우주를 이해하는 주류의 방식인데, 이를 달리 '조화 우주론' 내지 '정밀 우주론'이라고 부른단다. 암흑 물질과 암흑 에너지도 어디서 들어본 바는 있으니 우주론에 대한 상식으로는 나쁘지 않다. 한데 중요한 것은 이 정도 아는 걸로 충분한가라는 점이다. 

전혀 그렇지 않다고, 수다에 참석한 천문학자는 솔직하게 털어놓는다. 암흑 에너지의 정체가 무엇인지, 암흑 물질의 정체는 또 무엇인지 우리가 아는 게 없다는 것이다. 그러고도 '정밀 우주론'이라고 말하는 것은 어불성설이라고 속 시원하게 일갈한다. "심지어 우주 전체를 통틀어서 우리가 관찰이 가능한 빛을 내는 물질도 0.5퍼센트에 불과"하다고 덧붙인다. 원자로 이루어진 보통의 물질 4.6퍼센트 중에서 0.5퍼센트만 알고 나머지 99.5퍼센트는 제대로 파악조차 하지 못하고 있다는 게 현 수준이다. 

이것만으로도 한 수 배웠다는 느낌인데, '과학 수다'는 한 걸음 더 나간다. 암흑 에너지나 암흑 물질에 대한 믿음을 갖게끔 한 기본적인 가정에 대해서도 의심해볼 필요가 있다는 것이다. 바로 중력에 대한 가정이다. "중력이 첫째, 과거·현재·미래에 상관없이, 둘째, 우주 전체에 작용한다"는 것이 뉴턴과 아인슈타인의 중력 이론이다. 

이 중력 이론을 계속 유지하려다 보니 은하 규모에서도 강한 중력의 원인으로서 암흑 물질이 존재해야 한다는 가정을 추가적으로 할 수밖에 없다는 것이다. 그런데 문제는 은하 규모의 우주에서 중력 이론이 맞는지 한 번도 검증해본 적이 없다는 사실이다. 지극히 당연하게도 중력은 시공간을 초월하여 보편적이라고 배웠고 그렇게 믿어왔는데, 그것이 검증된 과학적 사실이라기보다는 '믿음'이라고 하니까 상당히 충격적이다(독서에서는 이런 충격이 곧 재미를 뜻한다). 

물론 현재까지도 암흑 물질은 그 정체를 찾기만 하면 노벨상 감이라고 한다. 실제로 그 규명 가능성에 대해서는 과학자들 사이에서 낙관적인 견해가 많은 모양이다. 하지만 우주 가속의 팽창 주역으로 지목되는 암흑 에너지는 과학자들 사이의 상당한 합의에도 불구하고 여전히 수수께끼다. 다시 천문학자의 견해다.

"정밀 우주론이라는 모형에서조차 우주 구성 요소의 99.5퍼센트가 여전히 미지의 영역이에요. 우리는 암흑 물질과 암흑 에너지라는 거대한 수수께끼가 앞에 있다는 것 정도만 알고 있고요. 이 얼마나 신비로운 일인가요?" (37쪽) 

최근 뉴스로 지난 2006년 1월에 발사된 미국의 태양계 경계 탐사선 뉴호라이즌 호가 9년 6개월의 비행 끝에 명왕성의 최근 접점을 통과하고 현재는 얼음과 소행성들로 구성된 태양계의 끝자락 '카이퍼 벨트'와 '오르트 구름대'를 탐사하기 위해 전진 중이라 한다. 인간의 손으로 만들어진 우주 탐사선이 태양계 끝에 도달한다는 건 그 자체로 과학계를 흥분시킬 만한 사건이지만 동시에 겸허한 마음을 갖게 되는 것도 사실이다. 우주의 탄생과 진화에 대한 거대 이론을 갖고 있음에도 불구하고 인간의 손길은 이제 겨우 태양계를 더듬더듬 만져본 수준이기 때문이다. 

태양계 끝자락이라는 오르트 구름대만 하더라도 <과학 수다>에 따르면 "지름이 5만 광년 혹은 그 이상 되는 거대한 구"이다. 근지구 혜성들의 상당수가 이 오르트 구름대에서 온다고 하는데, 지름만 5만 광년이라고 하면 그저 입을 다무는 수밖에 없다. 이럴 때는 파스칼의 <팡세>에 나오는 구절의 순서를 바꿔서 읽고 싶다.

"인간은 생각하는 갈대다. 그러나 인간은 자연 가운데서 가장 약한 하나의 갈대에 불과하다."

과학의 많은 발견과 성과는 생각하는 갈대로서의 자부심을 느끼게 하지만, 그렇게 팽창한 지식은 역설적으로 우리가 얼마나 무지한가를 다시 확인하게 해준다. 이 또한 <과학 수다>의 독후감이다. 무얼 아는 것도 중요하지만 더 중요한 것은 우리가 무얼 모르는지 아는 것이다. 

'암흑 에너지'란 한 가지 주제만으로 <과학 수다> 전체의 재미를 다 전달하기엔 부족하지만, 이 수다의 수준과 유익함에 대한 맛보기로서는 충분하리라 여겨진다. 이런 수다가 15가지 주제에 걸쳐서 펼쳐진다는 사실이 얼마나 흥미로우면서 다행스러울지 짐작하는 데도. 

바라건대 과학에 대한 관심과 지식이 성장하여 아이가 <과학 수다>를 재미있게 읽을 수 있었으면 좋겠다(그러자면 <과학 콘서트>를 먼저 읽게 해야 할까?). 어쩌면 <과학 수다>의 독서율이 우리 과학 교양의 지표가 되어줄지도 모르겠다. 

15. 07. 23.

<세계 최고 수준의 한국인 과학자 16명>

△강신민(경상대 수학과 교수)

△권익찬(KIST 의공학연구소 박사)

△김광명(KIST 의공학연구소 박사)

△김기문(기초과학연구원 복잡계자기조립연구단장ㆍ포스텍 화학과 교수)

△김대옥(경희대 식품생명공학과 교수)

△김빛내리(기초과학연구원 RNA연구단장ㆍ서울대 생명과학부 교수)

△김세권(부경대 화학과 교수)

△김종승(고려대 화학과 교수)

△박광식(동덕여대 약대 교수)

△서영준(서울대 융합과학기술대학원 분자의학및바이오제약학과 교수)

△윤주영 이화여대 화학·나노과학전공 교수

△이종흔(고려대 신소재공학부 교수)

△조길원 포스텍 화학공학과 교수)

△조열제(경상대 수학교육과 교수)

△천진우(연세대 화학과 교수)

△현택환(기초과학연구원 나노입자연구단장ㆍ서울대 화학생물공학부 교수)

5장 암 -세포주기와 세포분열-

5.1 암이란 무엇인가?

암(cancer) :세포분열을 조절할 수 있는 능력을 상실했을 때 발생하는 병

세포분열(cell division) : 자기와 같은 사본을 만들기 위해 세포가 수행하는 과정, 암 화된 세포는 신체의 통제를 받지 않고 분열하는 반항적인 세포

종양(tumor) : 몸에서 명백한 기능을 수행하지 않는 조직덩어리

양성(benign) : 주위 다른 조직에는 영향을 끼치지 않는 종양

악성(malignant) : 침투성 종양 = 암

전이(metastasis) : 암이 생긴 세포가 그 주위를 벗어날 수 있고 다른 곳에서 암을 만들 수 있는 것

림프계와 순환계를 따라 몸의 어느 부위에나 돌아다닐 수 있음

림프계 - 모세혈관으로부터 빠져나온 액체 수집

림프절(lymph node) 림프액을 여과시킬 수 있는 작은 관

암세포와 정상세포의 차이점

1. 암세포는 분열이 되지 말아야 할 때 분열한다,

2. 암세포는 다른 조직에 침범한다,.

3. 암세포는 몸 안의 다른 장소로 이동한다. 세포분열이 일어나는 어떠한 조직도 암이 될 가능성이 있다.

5.2 세포분열

세포분열의 목적 : 상처 치료, 손상된 세포 대처하여 조직과 기관이 자라도록 도움

세포주기(cell cycle) : 세포가 분열할 때 생기는 모든 사건들

1개 세포가 2개의 동일한 세포로 분열하는 동안, 핵 안에 있는 DNA가 먼저 복제되어야 하고, 각각의 사본들이 2개의 딸세포로 동일하게 나누어져야하며 마지막으로 원래의 모세포는 2개의 분리된 딸세포를 형성하기 위해 반으로 나누어져야함

DNA 세포분열 전에는 응축되어이 있지 않고 실과 같은 형태로 존재

염색체(chromosome) : 응축된 직성형의 DNA 구조

자매염색분체( sister chromatid) :

동원체 (centromere) : 염생체 중앙 부위에서 서로 결합된 구조

간기(interphase) : 염색체를 구성하고 있는 DNA 복제됨

체세포분열(mitosis) 동안 복제된 DNA는 2개의 딸세포로 각각 동일하게 분리

세포질이 나뉠 때 2개의 분리된 딸세포가 생김 => 세포질분열(cytokinesis)

간기

대부분의 시간

G1 준비단계 1 : 세포소기관(organelle)이 복제, 세포성장

S 합성단계 : 염색체가 실제로 복제

G2 준비단계 2 : 체세포분열을 안성시키게 하는 몇 종류의 단백질이 만들어짐, 염색체 분리 준비, 세포성장

=>

체세포분열 - M

새로운 세포로 염색체가 이동 연속적으로 일어나는 세포질 분열을 통하여 유전적으로 동일한 딸세포가 생성

극 중싱립

전기(prophase) -미세소관(microtubule) 단백질 구조가 형성 세포의 양극에서 생성, 핵막 붕괴

중심립(centriole) 미세소관 정박

중기(metaphase) 복제된 염색체가 각 세포의 양극 중앙= 적도판(equator)에 배열, 염색체 일렬 정렬

후기(anaphase) 미세소관이 짧아지면서 자매염색분체 각각 분리 = 분열하고 있는 각 세포 양극으로 이동

말기(telophase) 새로 형성된 딸핵들 주위로 핵막 형성, 염색체가 응축되지 않은 형태를 뛰게 됨

->

세포질분열(cytokinesis)

세포의 이동을 의미

동물세포 : 세포질은 세포밖을 둘러싸는 단백질 띠에 의해 분리

세포주기의 조절

정상세포는 세포주기를 통해 고정된 방식에 의해 진행되는 대신 검문점(checkpoing)이라고 하는 곳에서 세포분열을 멈춤

G1 검문점

세포가 분열하기에 충분한 영양소를 지녔는가,

세포의 크기가 적당한가?

성장인자가 존재하는가?

성장인자(growth factor) : 세포가 분열할 수 있도록 촉진하는데 필요한 단백질이 존재하는 지를 평가

G2 검문점

DNA가 제대로 복제되었는지

크기가 적당한지

세포가 분열하기에 충분하게 성장했는지를 조절

중기 검문점

염색체가 미세소관에 알맞게 부착되어 세포분열이 제대로 진행되는지를 확인

3개의 검문점에서 세포분열에 관한 비관적 결론을 내리면 세포분열을 멈추게 된다.

돌연변이 (mutation)

단백질들이 그들의 합성에 관한 정보를 가진 유전자의 변화

원종양유전자(proto-oncogene) : 세포주기를 조절할 수 있는 단백질에 대한 정보를 제공하는 유전자

종양유전자(oncogene) : 원종양유전자에 변이가 일어났을 때의 유전자

종양유전자는 세포분열을 과도하게 촉진하여 G1 검문점을 무시하고 지나가게 함

er2 유전자: 난소암에 관련, 성장인자에 대한 수용체를 만드는 정보를 가진 유전자

수용체에 변이가 생기면 세포는 성장인자가 없는 경우에도 마치 세포내에 성장인자 많이 존재하는 것처럼 행동

종양억제자 (tumor suppressor) : 조건이 좋지 않을 때 세포분열을 억제하는 단백질에 대한 정보를 지님

원종양유전자에 변이가 일어났을 때 보완적 기증을 수행

p53유전자 : G2 검문점에서의 손상된 DNA를 치료할 것인지, DNA의 손상이 심할 경우 치료를 포기하고 세포를 사멸시킬지를 결정

암절반이 p53 유전자의 돌연변이

BRCA2가 G2시기 손상된 DNA를 치료하는데 관련된 단백질

몇몇 암세포는 주위 혈관의 성장을 촉진가능

혈관을 불러들이거나 경로를 바꾸게 하는 물질을 분비하여 혈관을 통해 산소(세포호흡)와 다른 양분을 발생되는 종야에 공급

혈관신생(angiogenesis)

정상세포에 비해 암세포의 성장이 우세

정상세포는 접촉저해(contact inhibition)라는 성질을 지님

세포가 분열하여 서로 층으로 쌓이게 될 경우 분열을 하지 못하게 하는 성질

암세포는 계속 분열 -> 종양을 형서

정상세포는 한 장소에 머무르기 위해 아래층 세포와 약간 접촉하는 것이 필요

부착의존성(anchorage dependance)이란 형상에 의해 한 장소에 붙을수있음

암세포는 다른세포와의 접촉이 필요가 없어짐

정상세포는 정해진 수만큼 분열하도록 되어있고 (보통 60~70번) 그후에 사멸

암세포는 제한된 수명을 따르지 않고 불멸화(immortal)되어 계속 성장

초기 발생 후에 발현이 멈추어진 유전자를 활성화시킬 수 있기 때문

텔로머라아제(telomerase)라른 효소 형성 정상세포 발생 초기와 암세포에서만 황성을 갖고 세포가 무제한으로 분열할 수있게 한다.

위험인자(risk factor)

어떤 질병에 걸리게 될 확률을 높여줄 수 있는 행동이나 노출 또는 기질

담배, 음식, 나이 피임약

5.3 진단과 치료

조직검사 및 수술

조직검사(biophy) 몇몇 세포나 조직 또는 액체를 외과적으로 제거하여 그들이 암에 걸렸는지 아닌지를 판단하는 방법 / 암세포는 무질서한 형태 바늘을 통한 조직검사 복강경(laparoscope)-소형카메라

화학요법 및 방사선 치료

화학요법(chemotherapy) 혈액 속으로 화학물질을 주입하여 분열하고 있는 세포들만을 선택적으로 죽이는 것

시스플라틴(미세소관이 짧아지는 것을 막아 체세포분열을 중지시킴

방사선(radiation) 치료 : 고에너지를 이용하여 세포에 손상을 주거나 파괴하여 그들이 가진 DNA에 손상을 주어, 세포가 증식하는 것을 불가능하게 한다. 보통 신체 표면에 암이 있을 때 사용

6장 DNA 검사 -DNA구조와 복제, 감수분열-

6.1 염색체와 DNA

염색체(chromosome) 세포의 핵 안에서 발견되는 DNA의 응축된 형태

DNA:deo-xyribonucleic acid

가설검증의 논리

46개의 염새체 : 상염색체(autosome) 22쌍의 성을 결정하지 않는 염색체

성염색체(sex chromosome) 한 쌍의 성 결정 염색체

핵형(karyotype) : 한 개인의 염색체들의 사진

대부분 백혈구에서 분리된 염색체에 의해 작성

백혈구는 혈액에서 분리되며 콜히친(colchicine)이라 불리는 약품 처리

미세소관 기능 불능- 직선모양이 아닌 x형 염색체를 보임

상동염색체쌍(homologous pair) 같은 위치의 동워너체를 중심으로 같은 크기와 모양에 따라 쌍을 이룬 염색체의 쌍

- 각 상동염색체는 같은 유전자를 지님, 같은 형태일 필요는 없음. -대립유전자

핵형에서 44개의 상염색체를 쌍 지은 후 성염색체를 쌍 지으면 각 개인의 성별을 결정할 수 있음.

DNA구조

이중가닥으로 서로 감겨 이중나선 구조를 만듬

이중나선 가닥은 뉴클레오티드(nucleotide)라는 화학적 구조물로 길게 이어짐

당, 인산과 질소를 함야후나 염기로 구성

DNA에 있는 당은 5탄당인 디옥시리보오스(deoxyribose)

DNA의 질소 함유 염기(nitrogenous base) 4개의 다른 화학적 구조물 중 하나

각각 아데닌(adenine), 구아닌(guanine), 티민(thymine), 시토신(cytosine)

뉴클레오티드 : 수산기(OH)와 인(P) 그룹의 결합에 의해 생기는 인산디에스테르 결합(phosphodiester bond)에 의해 나선을 따라 길게 서로 연결

아데닌 항상 티민과 결합 구아닌은 시토신과 결합

상보적(complementary)라는 용어는 이들 쌍을 표현하는 용어

A-T , G-C 상보적

DNA나선은 한쪽가닥의 뉴클레오티드 서열로 다른 쪽가닥의 서열을 알 수 있음

염기쌍 규칙(base-pairing rule) 결과로 DNA나선의 폭은 항상 일정

나선의 가로축에는 항상 3개의 고리구조가 존재

질소를 함유한 염기는 나선의 가로축을 통해 수소결합이라고 하는 약한 결합에 의해 결합되어있다.

(A:T염기쌍 2개의 수소결합) , G:C 결합은 3개의 수소결합을 지님

나선의 각 가닥은 나선을 따라 교대로 당과 인산이 나타남

당-인산 골격(sugar-phosphate backbone)을 이룸

이런 이유로 나선의 이중가닥은 역평행(anti-parallel)

6.2 DNA 지문법

제한효소(restriction enzyme) : 뉴클레오티드 서열을 자를 수 있는 효소

제한효소는 특이적 뉴클레오티드 서열을 가진 DNA만을 잘라냄

각 개인은 각기 다른 뉴클레오티드 서열을 지니기 때문에 각각 크기가 다른 조각들이 나타남

이 조각들의 크기는 아가로즈 젤(agarose gel)을 이용하여 결정

전류가 흐르면 젤은 작은 DNA조각들보다 큰 DNA들이 전개되는 것을 더 방해하여 아래쪽(양전하)으로 끌어당긴다. 크기별로 분류

여과종위로 옮겨 DNA나선의 이중가닥 사이의 수소결합을 끊기 위해 화학약품을 처리

1. 2명의 사람들로부터 얻은 DNA 서열을 제한효소로 자르면 서로 다른길의 절편들이 생성

2. 이들 절편들이 젤을 통해 이동하면서 전류를 받으면 짧은 절편들은 큰 것들에 비해 더 빨리 이동

3. DNA 절편들을 여과지로 옮겨 수소결합을 깨기 위해 화학약품 처리하면 단일가닥의 DNA가 생성

4. 여과지 위에 있는 DNA를 상보적인 서열에 결합할 수 있는 방사선을 띠는 단일가닥의 DNA탐침을 이용하여 표지

5. 여과지를 X선 필름에 노출시키면 방사선을 띠는 DNA서열(여기서는 탐침이 결합되어 있다)은 특이적인 밴드 유형, 즉 DNA지문을 만들어낸다.

6.3 부모로부터 자녀에게 DNA가 전달되는 방법

감수분열 : 정소와 난소세포에서만 일어나는 핵분열의 한 종류

감수분열 동안 DNA를 함유한 염색체는 복제되어 특이적인 성세포인 생식세포(gamete) 남성의 생식세포를 정자세포(sperm cell), 여성의 생식세포 난세포(egg cell)

사람의 체세포에 존재하는 46개의 염색체는 실제로 염색체 24쌍으로 이루어져있음을 알 수 있다. 상동염색체쌍은 크기,모양과 동원체의 위치가 같다.

염색체 전체에 걸쳐 같은 유전자들을 가지고 있으나, 대립유전자가 같은 유전자일 필요는 없다.

감수분열이 끝나면 모든 생식세포에는 각 염색쳉 1개의 사본(1~23)만이 존재

반수체(haploid : n) -난세포, 정자세포

수정체는 이배체(diploid : 2n)

감수분열의 세포주기

간기

G1 S G2 체세포분열의 간기와 비슷

DNA복제

DNA분자가 복제될 필요가 있을 때 DNA는 나선의 중간부위가 갈라지면서 새로운 뉴클레오티드가 모분자의 양쪽으로 A:T G:C쌍을 이루면서 첨가

이 결과 2개의 새로 합성된 DNA분자가 생기며 한가닥은 모체이고 한 가닥은 새롭게 합성된 가닥

DNA 중합효소 : DNA합성을 촉진시키는 효소

제1감수분열 (meiosis Ⅰ) : 상동염색체쌍이 각각의 세포로 분리

전기Ⅰ : 핵막이 붕괴되며 미세소관이 결합하기 시작한다. 이전에 복제되었던 염색체들이 응축되어 서로 얽히지 않고 세포 주위를 움직일 수 있게 된다.

염색체는 직선형태

상동염색체쌍은 교차(crossing over)라는 과정으 거쳐 유전정보를 교환 가능

중기Ⅰ : 상동염색체들은 세포의 중앙인 적도판에 배열, 미세소관이 동원체 주위에서 중기 염색체에 결합 상동염색체 쌍의 정렬은 우연 발생

어떤 염색체 쌍이 어느쪽 극으로 가는지 는 무작위 = 무작위 정렬(random alignment)

후기Ⅰ : 미세소관이 점점 짧아지면서 상동염색체들이 양극 쪽으로 분리

말기Ⅰ : 염색체 주위로 핵막이 다시 형성(반수체) 한가지 사본

제2감수분열 (meiosis Ⅱ) : 각 세포로 염색분체가 분리되어 들어감

세포질분열을 통해 세포질이 2개로 동등하게 나누어져 딸세포 형성

전기Ⅱ : 세포는 다른 한차례의 분열을 준비

중기Ⅱ : 염색체는 체세포분열 때 일어나는 것과 같은 방법을 적도판에 배열

쌍을 이루지는 않음

후기Ⅱ : 자매염색분체가 세포의 서로 다른극으로 이동하여 분리

말기Ⅱ : 분리된 염색체는 각자 핵에 둘러 쌓임 감수분열시 딸세포는 원래의 상동염색체쌍의 한쪽 부분만을 포함

자식의 DNA 지문에 나타난 밴드는 적어도 한쪽의 부모에서는 나타나야 함

교차와 무작위 정렬

교차는 감수분열의 전기Ⅰ에서 발생

상동염색체 쌍의 한쪽 부위에서 다른 쪽 부위로 염색체의 일부분이 교환되는 것

ex_머리카락과 기미를 만들어내는 유전자

같은 염색체 위에 존재 하는 연관된 유전자(linked gene)

연관 유전자는 같은 염색체 위에서 생식세포로 함께 이동하며 교차 불능

[그림]전기Ⅰ에서 교차가 일어나지 않을 경우 두종류의 생식세포

전기Ⅰ에서 교차가 일어날 경우 네종류의 생식세포

중기Ⅰ

황제 ccDd 직모 검은눈 황후 CcDd 물결 검은눈

CcDD 물결머리 검은눈 Ccdd 물결머리 파란눈 ccDD 직모 검은눈 ccdd 직모 파란눈

CcDd ccDd

교차하지 않을 때 8백만개 이상의 유전적 다른 생식세포를 만들 수 있으며

6.4 가계도

많은 세대 동안 유전적 특징이 계승된 흐름을 나타내는 계보

혈우병(hemophilia) 희긔병 유전

반성형질(sex-linked triat) : X염색체(또는 Y)와 연관되어 있는 유전자

대부분 X

제7장 유전공학 -유전자 발현, 유전자 변형 생물체-

7.1 유전공학자(genetic engineer)

유전자를 조작하는 과학자

7.2 세균을 이용하여 인간의 단백질을 합성할 수 있는 유전공학

몬산토주식회사 유전공학자 실험실 재조합(recombinant) 소 성장호르몬(BGH)를 생산하기 시작

재조합 소성장 호르몬 (rBGH) 성장호르몬의 유전 암호를 가진 DNA서열을 조작하여 만든 단백질

호르몬 - 특정한 샘(gland)에서 분비되는 물질

재조합 소 성장호르몬의 생산

세균세포를 이용한 유전자 클로닝

1. 제한효소에 소의 DNA를 노출시켜 유전자를 소의 염색체로부터 잘라낸다.

DNA를 엇갈리게 잘라 ‘점착성 말단’(sticky end)을 만듬

T-A-T-C-G-T-A-C-G-A-A-C

A-T-A-G-C-A-T-G-C-T-T-G

T-A-T-C G-T-A-C-G-A-A-C

A-T-A-G-C-A-T-G C-T-T-G

소 성장호르몬 유전자의 내부를 남겨두고 양쪽 끝을 잘라낸다

T-A-T-C-G-T-A-C-G-|BGH gene|-C-G-T-A-C-G-A-A-C

A-T-A-G-C-A-T-G-C-|BGH gene|-G-C-A-T-G-C-T-T-G

2. 소의 유전체로부터 유전자를 분리했다면 이를 세균의 구조물인 플라스미드(plasmid)에 삽입한다 플라스미드를 유전자가 복제될 수 있는 세균으로 유전자를 옮기는 운반체- 플라스미드도 제한효소로 자른다

시험관에 동시에 넣어 외부유전자가 삽입된 워너형의 플라스미드를 재형성

BGH는 이제 rBGH라고 불린다.

3. 재조합 플라스미드는 이제 세균세포에 삽입 세균은 세포막에 구멍이 생기도록 처리하여 플라시미드가 세균세포 안으로 침투하고 세균 복제시 플라스미드도 복제 하여 rBGH 사본을 만들어낸다.

세균세포로 클로닝 되면 세균이 유전자에 의해 암호화된 단백질을 생산토록 한다.

단백질 합성(protein synthesis)= 유전자를 이용하여 특정 단백질을 만들기 위해 어떤 아미노산들이 결합할지를 지정함으로써 이루어짐

단백질합성

1) 유전자는 단백질이 암호화된 DNA서열

2) DNA의 상보성에 따라 화학결합을 이루는 뉴클레오티드의 중합체

3) 단백질은 아미노산의 중합체

RNA 구성 뉴클레오티드 리보오스(ribose) 당과 인산과 질소를 함유하는 염기들인 A,C,G,U(우라실,uracil :T 티민 대신)로 이루어짐

RNA는 단일 가닥

RNA 뉴클레오티드들은 DNA 뉴클레오티드들과 염기쌍을 형성 가능

유전자발현(gene ｅxpression) : 단백질 합성과정 -단백질을 암호화하는 유전자가 활성되었을 때 단백질이 합성되기 때문

유전자 발현 1단계

전사(transcription) : DNA 유전자 서열의 사본을 만드는 과정

RNA 중합효소(RNA polymerase)라는 효소에 의해 합성

1. 갑작스러운 사타구니 통증

대중문화 연구 1 스누피에게도 철학은 있다

독일어판 서문

서론

1 대중문화와 "문화수준"

기소된 대중문화｜카이에 드 돌레앙스

대중문화에 대한 옹호｜잘못 설정된 문제

문화에는 세 가지 수준이 있다는 논리에 대한 비판

가능한 결론 또는 연구를 위한 몇 가지 제안

2 저급한 취향의 구조

키치의 양식｜키치와 대중문화

미드컬트｜시적 메시지의 구조

소비와 예술적 메시지의 회복

"파르스 프로 토토" 또는 "볼디니주의"로서의 키치

말레이시아의 호랑이｜결론

3 『스티브 캐니언』읽기

메시지 분석｜만화의 언어

이로부터 도출되는 몇 가지 질문

흄과 인도인들: 경험적 연구서설

비평과 역사 서술의 과제

4 '찰리 브라운'의 세계"

대중문화 연구 2 대중의 영웅

5 문학적 형상의 사용

"전형"의 미학적 문제｜전형성의 시학을 위한 동기

전형성에 대한 보다 엄밀한 미학적 규정

전형적인 문학적인 인물의 골상학｜전형, 상징, "토포스"

전형의 과학적 응용｜전형과 "토포스"

전형성에의 의존과 데카당스의 감수성

6 슈퍼맨 신화

상징과 대중문화｜슈퍼맨 신화

신화의 구조와 소설문화｜플롯과 인물의 "소비"

시간성과 "소진"｜"소진되지" 않는 플롯

"조종당하는 소비자"의 모델로서의 슈퍼맨

반복되는 도식에 대한 옹호

반복되는 메시지로서의 반복되는 도식

시민의식과 정치의식｜결론

7 외젠 쉬: 사회주의와 위안 또는 수사학의 이데올로기

서론｜나는 사회주의자요

댄디즘에서 사회주의로｜위안의 구조

8 이언 플레밍의 007의 서사구조

인물과 가치의 대립

놀이 상황과 "게임"으로서의 이야기

마니교적 이데올로기｜문학적 기교

콜라주로서의 문학

옮긴이 후기

생화학 대학원 예상문제

1정의 쓰는 것

페닐케톤증, 다른자리입체성 , 카일로미클론, 알라닌회로 코돈 화합삼투설

2미오글로불린과헤모글불린혈액과근육에서기능적차이

3단백질 생합성(2번 출제)

4콜레스테룰합성과정 주요조절작용

5한분자의 글로코오스가산화될때 발생하는 에네지 각각단계마다 계산하시오

6산화적 인산화,기질적 인산화를 비교하고 각각의 에를 들어라

7뇌에 포도당이 부족 시 에너지 조달방법

8케톤체 종류

9뇌에 암모니아는 치명적인데 이를 해독하는 방법

10구연산회로 대사과정의 의의

11인슐린 조절기질과 혈당조절기질(인슐린 2번 출제)

12해당과정,기질,대사목적과 생성물

13아미노산 이화과정.작용(2번 출제)

14단백질 체내기능

15지단백질

16클레스테를 시작기전과 그 단계요약 합성과정

17경쟁적 억제제

18지질소화콜레스테를 반응

19등전점 게산

20해당과정

21당신생

22비다민B12필요량

23코리회로

24DNA RNA 합성과정

25용어설명:km , 표준 자유에너지 , 분지성 이미소산, 음성되먹임, 능동

머리말 | 대한민국, 드디어 다윈을 만나다

01 진화론, 그 간결미

02 자연 선택의 '원리'

03 돌연변이 맹신의 허점

04 변이, 변화의 원동력

05 진화의 도박, 유전적 부동

06 진화는 진보인가?

07 적응과 자연 선택

08 완벽한 진화란 없다

09 눈먼 시계공

10 진화의 현장

11 진화의 실험실, 병원

12 성의 진화

13 암수의 동상각몽

14 허풍은 수컷의 본성?

15 일부일처제의 모순

16 레크(Lek)와 경합 시장

17 성의 기원: 암수가 꼭 필요했나?

18 성은 꼭 암수 둘이어야 하나?

19 유전자의 눈으로 본 생명

20 선택의 단위, 수준, 대상, 그리고 결과

21 계약의 생물학

22 종교의 진화 : 굴드, 윌슨, 도킨스, 그리고 데닛

23 문화의 진화와 유전자의 손바닥

24 리마르크의 부활?

25 자유 의지의 출현과 인간 두뇌의 진화

맺음말 | 다윈에 대한 세 가지 오해와 새로운 이해