airoot의 인공지능 이야기

합성생물학에서의 인간 DNA

합성생물학은 1978년 바슬라프 시발스키에 의해 처음 제안된 이름으로 유전자 합성을 통한 변형된 또는 새로운 생물체를 유용한 목적으로 재설계하는 과학분야이다. 1. 유전자 합성유전자 가위에 대한 기술의 발전으로 유전자 조작이 가능해 졌다. 합성생물학에서는 단순히 자르고 붙이는 수순을 넘어서 합성의 수준에서 사용하는 기술이 되었다. 2. 인간유전체 프로젝트(Human Genome Project)이 프로젝트는 2003년에 마무리되었으며 인간에 대한 유전자 분석이 완료되었다. 인간 뿐만 아니라 많은 생물들의 유전자 분석이 이루어졌다. 이렇게 발견된 각 생물들의 유전정보는 유전정보 공유시스템에 저장되어 공유되고 있다. 3. 유전자 시스템노버트 위너에 의해 제안된 개념이다. 많은 유전자 분석을 통해 생물의 유전자..

다음은 수정란에서 배아로 성장하는 과정을 보여준다. 수정된 난자의 세포분열 과정은 난할(cleavage)이라고 불리며, 이는 수정 후 초기 배아 발달의 첫 번째 단계이다. 이 과정은 주로 유사분열(mitosis)을 통해 이루어지며, 난자가 세포 덩어리로 분할된다. 수정 후 첫 분열 (1세포기에서 2세포기)수정된 난자는 첫 번째 유사분열을 통해 두 개의 동일한 딸세포로 분열된다. 이 단계는 약 24시간 내에 발생한다.세포 분열 반복 (4세포기, 8세포기, 16세포기)첫 번째 분열 후, 딸세포들은 계속해서 유사분열을 통해 4세포, 8세포, 16세포로 나누어진다. 이 때 세포 크기는 줄어들지만 전체 크기는 유지된다. 이 시기를 "난할기"라고 부른다.모루라(morula) 단계16세포 정도로 분열된 배아는 "모루..

"모든 생물의 조상, 진핵세포, 루카"에서 이야기했듯이 미토콘드리아는 다른 세포이지만 진핵세포에 들어가서 생존하였다. 그래서 진핵 세포의 DNA와는 다른 별도의 DNA를 가지고 있고 이 DNA에는 약 16,569개의 염기쌍으로 구성되어 있다. 진핵세포의 분열 과정에서 미토콘드리아는 세포질 분열과 별도로 독립적으로 분열한다. 미토콘드리아는 이분법으로 분열하며, 세포주기 동안 복제된 후 두 딸세포로 적절히 분배된다. 구체적으로 미토콘드리아는 G1기와 S기에서 크기와 수가 증가하며, 세포분열(M기) 시에 세포질이 분리될 때 각각의 딸세포로 나누어진다.이 과정은 세포 자체의 복제와는 별개로 일어나며, 미토콘드리아는 자체 DNA(미토콘드리아 DNA)를 가지고 있기 때문에 스스로 복제할 수 있다.미토콘드리아의 돌연..

인간 유전체 프로젝트(Human Genome Project, HGP)는 1990년부터 2003년까지 진행된 국제적인 과학 연구 프로젝트로, 인간 유전자 지도를 완성하는 것을 목표로 했다. 약 32억 개의 뉴클레오타이드 염기쌍으로 이루어진 인간 게놈의 서열을 밝혀내는 것이 주요 목적이었다. 미국, 영국, 일본, 독일, 프랑스, 중국을 비롯한 여러 나라가 이 프로젝트에 참여했으며, 민간 회사인 셀레라 지노믹스(Celera Genomics)도 후원했다. 이 프로젝트의 성과로 과학자들은 인간 유전체의 전체 서열을 분석하고, 이를 통해 많은 질병의 원인이 되는 유전자의 위치를 파악할 수 있게 되었다. 또한, 유전자들의 기능과 역할을 규명함으로써 질병의 원인을 밝혀내고, 진단과 치료에 활용할 수 있는 중요한 자료를..

후생 유전학(Epigenetics)은 유전자의 염기 서열 변화 없이 유전자 발현을 조절하는 메커니즘을 연구하는 생물학의 한 분야이다. 이는 환경적 요인, 생활습관, 그리고 기타 외부적인 요소들이 유전자 발현에 어떤 영향을 미치는지에 대해 탐구한다. 후생 유전학의 핵심은 동일한 유전자라도 후생 유전적 변형에 의해 다르게 발현될 수 있다는 것이다.후생 유전학의 주요 메커니즘DNA 메틸화: DNA 메틸화는 DNA의 특정 부위에 메틸 그룹(CH3)이 붙어 유전자 발현을 억제하거나 촉진하는 메커니즘이다. 일반적으로 메틸화가 많이 되면 유전자 발현이 억제되는 경향이 있다.히스톤 변형: DNA는 히스톤 단백질에 감겨 있으며, 히스톤의 변형(예: 아세틸화, 메틸화 등)은 DNA의 접근성을 조절하여 유전자 발현에 영향을..

유아기의 시력 발달은 매우 중요하며, 생후 첫 몇 년 동안 빠르게 변화한다. 다음은 유아기의 시력 발달에 대한 자세한 정보이다.1. 출생 직후의 시력신생아 시력은 성인에 비해 매우 미숙하다. 출생 직후 아기의 시력은 약 20/400(0.05) 정도로, 가까운 거리에 있는 사물을 희미하게 볼 수 있다. 대략 20~30cm 거리에 있는 얼굴을 볼 수 있는 정도이다.색상 인식도 아직 제한적이며, 주로 명암 대조가 큰 흑백 패턴을 더 잘 인식한다. 이 시기에는 주변 환경보다 얼굴에 더 관심을 보인다.2. 생후 2~4개월시력 발달이 빠르게 이루어지는 시기이다. 이 시기에는 초점 맞추기와 눈의 움직임 조절 능력이 향상되어, 더 먼 거리에 있는 물체도 볼 수 있게 된다.두 눈의 협응력이 발달하면서, 사물을 양쪽 눈으..

우리 인간의 신체는 다분이 진화적 산물이라는 증거가 다수 존재한다. 특히 사족보행에서 이족보행으로 진화하면서 사족보행 때에는 적합했던 구조가 이족보행이 되면서 적합하지 않은 신체구조들이 존재한다. 이는 진화의 과정에서 이미 만들어진 신체조직을 버리지 못하고 최대한 유지하면서 변경시키려고 하는 진화적 기질에서 나타나는 것이다.  우리 신체 중 대표적인 부분들을 알아보자.1. 첫번째는 인공지능과 가장 관련이 깊은 뇌이다.현재의 뇌는 크게 3개의 층으로 되어 있다. 초기파충류 시절의 뇌(현재에 대응하는 본능적인 뇌), 중기 포유류 시절의 뇌(과거을 기억하는 학습의 뇌), 그리고 현대의 미래를 예측하는 뇌(대뇌피질)이다. 이는 이전 뇌를 버리지 않고 그 위에 추가적인 뇌를 쌓는 방식으로 진화하였기 때문이다. 2..

인간 게놈은 약 30억 개의 염기쌍으로 구성되어 있다. DNA의 각 염기쌍은 4가지 염기(A, T, C, G) 중 하나를 포함하므로, 각 염기쌍은 2비트로 표현될 수 있다. 따라서 인간 DNA에 저장될 수 있는 총 정보량은 다음과 같이 계산할 수 있다.정보량=염기쌍 수×각 염기쌍당 비트 수정보량=3,000,000,000×2비트정보량=6,000,000,000비트이를 바이트 단위로 변환하면:6,000,000,000비트÷8=750,000,000바이트750,000,000바이트=750MB따라서 한 개의 인간 DNA에는 약 750MB의 정보가 들어갈 수 있다.염기쌍을 용량이 아닌 책장으로 비교하면, 인간의 설계도는 46권으로 되어 있고 각 권은 염색체라고 부른다.이는 아빠에게서 받은 23권과 엄마에게서 받은 23권..

"루카"는 (LUCA, Last Universal Common Ancestor)의 약자로 모든 현대 생명체의 마지막 공통 조상을 지칭하는데 사용된다.진핵세포(Eukaryote)는 하나의 원핵세포에 다른 미토콘드리아라는 원핵세포가 포함된 특이한 구조를 가지고 있다.보통 하나의 세포에 다른 세포가 들어가면 흡수되어 사라지기 때문이다.  엔도시미온트 사건  미토콘드리아가 세포 속에 들어간 사건, 즉 원시적인 진핵세포가 미토콘드리아의 조상인 세균을 내부 공생체로 받아들인 사건은 약 15억 년에서 20억 년 전 사이에 일어난 것으로 추정된다. 이 사건은 엔도시밸리온트설(Endosymbiotic theory)에 의해 설명되며, 이 이론에 따르면 산소를 사용하는 세균이 다른 원시 진핵세포 내로 들어가 공생 관계를 맺..

리처드 도킨스의 "이기적 유전자"에 의하면 인간은 DNA를 전달하기 위한 생존기계에 불과하다고 한다.사실 모든 생물은 어찌 보면 종족 보존이라는 가장 기본적인 본능에 의해 동작한다.비록 인간은 가장 많이 진화된 동물로서 좀 더 복잡하고 추상적인 행동이 가능할지라도 이 기본 본능을 벋어 날 수 없다.생명체가 전달하고 하는 그 DNA의 조상을 계속 추적하다 보면 태초의 진핵세포였던 루카의 DNA가 나올 것이다.물론 DNA의 전파 원리 상 최초의 루카의 DNA는 현재의 생물에게 남아 있지 않겠지만 생명체가 자신의 것이라도 믿는 DNA를 계속 전파시키려고 노력하고 있다. 리처드 도킨스는 무신론자이면서 과학자로서 인간의 탄생에 그 누구의 특별한 사명도 존재하지 않는다고 생각한다.이러한 관점은 어떠면 인공지능에 있..