생명과학20 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? 수천 킬로미터를 이동하는 철새는 지도도 GPS도 없습니다. 그런데 해마다 비슷한 이동 경로를 찾아갑니다. 과학자들은 철새가 태양과 별, 지형과 냄새 같은 여러 단서를 함께 이용하며, 그중 하나로 지구 자기장을 감지한다고 보고 있습니다.더 놀라운 것은 이 과정에 양자역학이 관여할 가능성이 있다는 점입니다.철새에게는 정말 자기장 감각이 있을까?철새의 방향 감각은 단순히 눈에 보이는 풍경만으로 설명되지 않습니다. 여러 실험에서 인공적으로 자기장의 방향을 바꾸면 새가 향하는 방향도 달라지는 현상이 관찰됐습니다.이처럼 동물이 자기장의 방향이나 세기를 감지하는 능력을 자기수용, 즉 magnetoreception이라고 합니다.하지만 새의 몸 어딘가에 우리가 흔히 생각하는 작은 나침반이 들어 있는 것은 아닙니다.가장 .. 2026. 9. 11. 효소 속에서도 양자역학이 일어날까? 양자 터널링이라고 하면 거대한 실험실이나 양자컴퓨터부터 떠올리기 쉽습니다. 그런데 놀랍게도 우리 몸을 비롯한 생명체 내부에서도 양자역학적 현상이 화학반응에 영향을 줄 수 있습니다.대표적인 연구 대상이 바로 효소입니다.효소는 생명체 안에서 화학반응의 속도를 높여주는 단백질입니다. 그런데 일부 효소의 반응을 고전적인 화학 이론만으로 설명하려고 하면 예상과 다른 현상이 나타납니다.그 원인 가운데 하나로 연구되는 것이 양자 터널링입니다.양자 터널링이란 무엇일까?공 하나가 언덕 반대편으로 가려면 보통 언덕 꼭대기까지 올라갈 에너지가 필요합니다.그런데 양자역학의 세계에서는 입자가 충분한 에너지를 갖지 못했는데도 마치 언덕에 터널을 뚫은 것처럼 반대편에서 나타날 확률이 존재합니다.이것이 양자 터널링입니다.특히 수소처.. 2026. 9. 11. 라디칼 페어 메커니즘이란 무엇인가 철새가 지구 자기장을 감지하는 과정에 양자역학이 관여할 수 있다는 이야기가 있습니다. 그 중심에 있는 것이 바로 ‘라디칼 페어 메커니즘(Radical Pair Mechanism)’입니다.이름은 어려워 보이지만 원리는 의외로 단순합니다. 두 전자의 상태가 자기장의 영향을 받고, 그 차이가 화학반응의 결과를 바꿀 수 있다는 것입니다.라디칼 페어란 무엇일까?라디칼은 짝을 이루지 못한 전자를 가진 화학종입니다. 특정 화학반응에서 이런 라디칼 두 개가 거의 동시에 만들어지면 이를 라디칼 페어, 즉 라디칼쌍이라고 부릅니다.철새 자기장 연구에서는 눈의 망막에 존재하는 후보 단백질인 크립토크롬이 중요한 역할을 할 가능성이 연구되고 있습니다.전자의 스핀이 핵심이다전자에는 ‘스핀’이라는 양자역학적 성질이 있습니다.라디칼쌍.. 2026. 9. 11. 유전자가 있는데도 발현되지 않는 이유 우리 몸의 세포 대부분은 거의 같은 DNA를 가지고 있습니다. 그런데 눈 세포는 눈의 일을 하고, 간세포는 간의 일을 합니다.같은 유전자를 가지고 있는데 왜 서로 다른 세포가 만들어질까요?핵심은 유전자를 ‘가지고 있는 것’과 그 유전자를 ‘사용하는 것’은 전혀 다른 문제라는 점입니다.유전자 발현이란 무엇일까?유전자 발현은 DNA에 저장된 정보를 이용해 RNA나 단백질 같은 기능성 산물을 만드는 과정입니다.쉽게 말하면 DNA가 거대한 요리책이라면 유전자는 각각의 레시피입니다. 요리책에 레시피가 있다고 해서 매일 모든 음식을 만드는 것은 아닙니다.세포도 필요한 유전자만 골라 사용합니다.전사인자가 유전자의 스위치를 조절한다유전자가 작동하려면 먼저 DNA 정보를 RNA로 옮기는 ‘전사’가 시작되어야 합니다.이 .. 2026. 9. 11. 이전 1 2 3 4 다음