생명과학21 냄새를 양자역학으로 설명할 수 있다는 가설 냄새를 맡는 순간 우리 코에서는 단순한 화학반응만 일어나는 걸까요? 일부 과학자들은 냄새 분자의 ‘모양’뿐 아니라 분자가 떨리는 진동까지 후각 수용체가 구별할 수 있다는 가설을 제시했습니다. 이른바 ‘후각의 진동 이론’입니다.후각의 진동 이론이란 무엇일까?일반적으로 냄새 분자는 코의 후각 수용체와 결합하고, 수용체가 활성화되면서 뇌에 신호가 전달됩니다. 분자의 모양과 화학적 성질이 어떤 수용체와 결합하는지에 중요한 역할을 한다는 설명이 기본입니다.진동 이론은 여기에 한 가지 조건을 더합니다. 냄새 분자가 가진 고유한 분자 진동도 수용체가 냄새를 판별하는 데 이용될 수 있다는 것입니다.양자역학은 어디에서 등장할까?1990년대 루카 투린은 후각 수용체에서 ‘비탄성 전자 터널링’이 일어날 수 있다는 모델을 제.. 2026. 9. 6. DNA의 양성자 터널링은 돌연변이와 관련이 있을까 DNA에서 아주 작은 양성자 하나가 위치를 바꾸는 것만으로 유전정보에 오류가 생길 수 있을까요?놀랍게도 과학자들은 오래전부터 이런 가능성을 연구해왔습니다. 그 과정에서 등장하는 것이 바로 ‘양성자 터널링’입니다.DNA에서는 양성자가 어디에 있을까?DNA의 염기인 아데닌(A), 티민(T), 구아닌(G), 사이토신(C)은 수소결합을 통해 서로 짝을 이룹니다.A는 T와, G는 C와 결합하는 것이 기본입니다.그런데 이 수소결합에 참여하는 양성자는 항상 한 위치에 완벽하게 고정돼 있는 것은 아닙니다. 매우 작은 입자인 양성자는 에너지 장벽을 넘어가거나 양자 터널링을 통해 다른 위치로 이동할 가능성이 있습니다.양성자가 이동하면 토토머가 만들어질 수 있다양성자의 위치가 바뀌면 DNA 염기의 구조도 잠깐 달라질 수 있.. 2026. 9. 6. 광합성에서 양자 결맞음이 중요한 이유 광합성은 단순히 식물이 햇빛을 받는 과정이 아닙니다. 빛의 에너지가 엽록소 같은 색소에 흡수된 뒤, 반응중심까지 매우 빠르게 이동해야 비로소 화학에너지로 바뀔 수 있습니다.이 과정에서 오랫동안 주목받아 온 개념이 ‘양자 결맞음(quantum coherence)’입니다.양자 결맞음이란 무엇일까?빛을 흡수한 색소 분자의 전자는 들뜬 상태가 됩니다. 가까이 있는 여러 색소가 강하게 상호작용하면 이 들뜬 에너지가 하나의 분자에만 머무르지 않고 여러 분자에 걸쳐 퍼질 수 있습니다.쉽게 말하면 공 하나를 한 길로만 굴리는 것이 아니라 여러 길이 연결된 상태에서 에너지가 움직이는 것과 비슷합니다. 이런 양자적 중첩과 위상 관계가 유지되는 현상을 결맞음이라고 합니다.광합성에서 왜 관심을 받았을까?광합성 생물은 흡수한 .. 2026. 9. 6. 이전 1 2 3 4 다음