유전자 6

수정란에서 배아로의 성장

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..

생물학/일반 2024.10.20

인간 유전체 프로젝트(Human Genome Project, HGP)

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..

생물학/일반 2024.10.20

NEAT(NeuroEvolution of Augmenting Topologies)

NEAT(NeuroEvolution of Augmenting Topologies) 알고리즘은 신경망의 구조와 가중치를 동시에 진화시키는 혁신적인 진화 알고리즘이다. Kenneth O. Stanley와 Risto Miikkulainen이 제안한 NEAT은 신경망이 단순한 구조에서 출발해 점진적으로 복잡한 구조로 발전할 수 있도록 설계되었다. 이는 전통적인 유전 알고리즘이 고정된 구조에서 가중치만 최적화하는 것과는 차별화된 접근이다.NEAT 알고리즘의 주요 개념초기화 및 기본 아이디어:NEAT은 매우 단순한 신경망(예: 입력층과 출력층만 있는 구조)에서 시작하여 점진적으로 새로운 노드와 연결을 추가하며 네트워크를 발전시킨다.신경망의 성능을 평가하는 피트니스 함수(fitness function)를 사용하여 진..

유전 알고리즘 (Genetic Algorithm, GA)

유전 알고리즘 (Genetic Algorithm, GA)은 진화 생물학의 자연 선택 원리에 기반하여 최적화 문제를 해결하는 방법이다. John Holland에 의해 처음 개발된 이 알고리즘은 무작위 탐색과 최적화 기술의 조합을 통해 복잡한 문제를 풀 수 있는 강력한 도구로 알려져 있다. 유전 알고리즘은 특히 탐색 공간이 매우 넓거나 경사가 잘 정의되지 않은 문제에서 효과적이다.유전 알고리즘의 핵심 개념초기 개체군(Population):유전 알고리즘은 먼저 무작위로 초기 개체군을 생성하는 것으로 시작한다. 각 개체는 문제의 가능한 해를 나타내며, 유전적 정보를 담고 있는 염색체(Chromosome)로 표현된다.염색체는 이진수, 실수, 또는 다른 데이터 구조로 표현될 수 있으며, 특정 문제에 맞게 설계된다...

모든 생물의 조상, 진핵세포 "루카"

"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..

생물학/일반 2024.08.06

이기적 유전자(THE SELFISH GENE)

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..

생물학/일반 2024.08.06