생명공학과학23 생체분자에서 전자 터널링은 어떻게 일어날까?｜단백질 속 전자는 어떻게 멀리 이동할까 우리 몸에서 전기가 흐른다고 하면 신경세포부터 떠올리기 쉽습니다.그런데 세포 안에서는 훨씬 작은 규모의 ‘전자 이동’도 끊임없이 일어나고 있습니다.우리가 음식에서 얻은 에너지로 ATP를 만드는 과정도 결국 따라가다 보면 전자들이 여러 분자 사이를 차례차례 이동하는 과정과 연결됩니다.광합성에서도 마찬가지입니다.빛을 받은 뒤 만들어진 높은 에너지의 전자가 여러 단백질과 보조인자를 거쳐 이동합니다.그런데 이상한 점이 하나 있습니다.전자를 주는 분자와 받는 분자가 서로 붙어 있지 않아도 전자전달이 일어난다는 것입니다.사이에 단백질이 있는데도 전자가 이동합니다.도대체 어떻게 가능한 걸까요?여기에서 등장하는 것이 전자 터널링(electron tunneling)입니다.전자가 단백질을 뚫고 지나간다는 뜻일까?‘터널링’.. 2026. 9. 14. 빛 한 개를 생물은 어떻게 감지할까?｜로돕신과 광자 하나가 전기신호가 되는 과정 밤에 방의 불을 모두 끄고 한동안 가만히 있어 보면 처음에는 아무것도 보이지 않던 공간에서 조금씩 물체의 윤곽이 보이기 시작합니다.눈이 어둠에 적응하기 때문입니다.그런데 우리 눈의 감도가 얼마나 높은지 끝까지 내려가 보면 꽤 놀라운 사실을 만나게 됩니다.망막의 간상세포는 광자 하나가 로돕신 한 분자에 흡수되는 사건에도 측정 가능한 전기적 반응을 만들 수 있습니다. 광자 하나라니 조금 이상하게 느껴질 수 있습니다.우리가 일상에서 보는 전등이나 햇빛에는 엄청난 수의 광자가 들어 있는데, 고작 빛 한 개가 어떻게 살아 있는 세포의 상태를 바꿀 수 있을까요?답은 눈이 광자 하나를 그대로 뇌에 전달하기 때문이 아닙니다.눈 안에는 아주 작은 빛 신호 하나를 여러 단계에 걸쳐 증폭하는 분자 장치가 있습니다.그 시작점.. 2026. 9. 14. 양자 얽힘은 생명체에서도 실제로 일어날까?｜철새·라디칼 페어에서 어디까지 확인됐을까 양자역학 이야기를 하다 보면 거의 빠지지 않고 등장하는 단어가 있습니다.양자 얽힘(quantum entanglement)입니다.두 입자가 멀리 떨어져 있어도 마치 하나의 시스템처럼 연결되어 있다는 설명을 들어본 적이 있을 겁니다.그래서 양자생물학을 소개하는 글에서는 이런 표현도 자주 등장합니다.“철새는 양자 얽힘을 이용해 지구 자기장을 본다.”“광합성은 양자 얽힘으로 거의 완벽한 효율을 만든다.”듣기에는 굉장히 멋있습니다.그런데 과학적으로는 여기서 한 번 멈춰야 합니다.생명체에서 양자현상이 일어난다는 것과 생명체가 양자 얽힘을 특별한 기능으로 활용한다는 것은 전혀 같은 말이 아니기 때문입니다.그렇다면 현재 과학에서는 어디까지 확인됐을까요?먼저 양자 얽힘이란 무엇일까?일반적인 물체 두 개를 생각해보겠습니다.. 2026. 9. 14. 동물의 자기장 감각은 철새에게만 있을까? 바다거북·연어도 길을 찾는 원리 철새가 수천 km를 이동하고도 방향을 잃지 않는 이유 중 하나로 ‘자기장 감각’이 알려져 있습니다. 그런데 지구 자기장을 이용하는 동물은 철새만이 아닙니다.바다거북, 연어, 가시바닷가재, 왕나비처럼 서로 전혀 다른 동물에서도 자기장을 방향이나 위치 판단에 이용한다는 연구 결과가 있습니다. 자기장 감각이란 무엇일까?자기장 감각 또는 자기수용(magnetoreception)은 동물이 지구 자기장의 방향·세기·기울기 같은 정보를 감지하는 능력을 말합니다.쉽게 말하면 몸 안에 나침반을 가지고 있는 것과 비슷합니다.다만 중요한 점이 있습니다. 동물이 자기장을 이용한다는 행동학적 증거는 많지만, 자기장을 어떤 세포가 받아들이고 신경 신호로 바꾸는지는 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 바다거북은 자기장으로 위치까지 .. 2026. 9. 14. 단백질은 왜 잘못 접힐까? 단백질 폴딩의 원리 단백질은 처음부터 복잡한 모양으로 만들어지는 게 아닙니다.처음에는 아미노산이 줄줄이 연결된 긴 사슬에 가깝습니다. 그런데 이 사슬이 특정한 3차원 구조로 접혀야 제 기능을 할 수 있습니다.문제는 이 과정이 항상 완벽하지 않다는 겁니다. 단백질은 왜 가끔 엉뚱한 모양으로 접히는 걸까요?단백질은 왜 접혀야 할까?단백질의 기능은 모양과 밀접하게 연결되어 있습니다.효소가 특정 분자를 붙잡거나 수용체가 신호를 인식하려면 정확한 3차원 구조가 필요합니다. 단백질의 아미노산 서열에는 이러한 구조를 만드는 데 필요한 중요한 정보가 들어 있다는 사실이 고전적인 Anfinsen 연구를 통해 확립됐습니다.열쇠가 자물쇠에 맞으려면 모양이 정확해야 하는 것과 비슷합니다.단백질은 어떻게 올바른 구조를 찾을까?단백질은 가능한 모든.. 2026. 9. 14. 철새는 지구 자기장을 어떻게 감지할까?｜눈 속 크립토크롬과 라디칼 페어의 원리 철새는 수백 km, 때로는 수천 km를 이동하고도 목적지를 찾아갑니다.사람이라면 지도와 GPS가 필요할 거리인데, 새에게는 스마트폰도 나침반도 없습니다.그렇다면 철새는 도대체 어떻게 방향을 알까요?태양의 위치, 별자리, 냄새, 지형 같은 여러 단서를 이용하는 것으로 알려져 있지만 그중에서도 특히 흥미로운 능력이 있습니다.바로 지구 자기장을 감지하는 능력, 즉 자기감각입니다.그런데 여기서 더 신기한 질문이 생깁니다.지구 자기장은 눈에 보이지도 않고, 우리가 피부로 느낄 수도 없습니다.그런데 철새는 어떻게 이렇게 약한 자기장을 감지할 수 있을까요?현재 가장 활발하게 연구되는 설명 가운데 하나는 놀랍게도 새의 눈에서 일어나는 화학반응입니다.철새에게는 정말 ‘몸속 나침반’이 있을까?철새가 지구 자기장을 방향 판.. 2026. 9. 11. 이전 1 2 3 4 다음