소개글
"생명과학"에 대한 내용입니다.
목차
1. 백신의 이해
1.1. 백신의 개념
1.2. 백신의 작용 원리
1.2.1. 바이러스 백신과 바이러스 벡터 백신
1.2.2. mRNA 백신의 작용 원리
1.3. mRNA 백신의 장단점
2. 합성생물학의 이해
2.1. 합성생물학의 개요
2.2. 합성생물학의 핵심기술
2.2.1. 유전자 분석 기술
2.2.2. 시스템 생물학
2.2.3. 유전자 합성 기술
2.2.4. 유전자 편집 기술
2.3. 합성생물학의 응용
2.3.1. 농산물 생산
2.3.2. 의약품 생산
2.4. 합성생물학의 현황
3. 식품의 주요 성분 특성
3.1. 단백질의 특성
3.1.1. 아미노산의 양성전해질 성질
3.1.2. 복합단백질의 분류
3.1.3. 유도단백질의 분류
3.2. 탄수화물의 역할 및 특성
3.2.1. 전분의 특성 및 노화 요인
3.2.2. 섬유소와 펙틴질의 특성
3.3. 지질의 구조와 기능
3.3.1. 중성지질, 복합지질, 유도지질, 스테롤
3.3.2. 지방산의 특성
4. 참고 문헌
본문내용
1. 백신의 이해
1.1. 백신의 개념
백신은 인간을 비롯한 동물에 특정 질병 혹은 병원체에 대한 후천성 면역을 부여하는 의약품이다. 주로 질병을 일으키는 미생물 병원체의 항원 인식 부위와 유사한 구조를 가지지만, 병원체와는 달리 병원성이 없다. 백신을 접종받으면 면역 기억으로 우리 몸의 면역 체계가 활성화되어 침입한 병원체에 대해 빠르게 대처할 수 있게 된다. 광범위한 백신 접종을 통해 집단 면역이 형성되고, 이를 통해 특정 질병(천연두)을 사실상 지구상에서 사라지게 하기도 하였다."
1.2. 백신의 작용 원리
1.2.1. 바이러스 백신과 바이러스 벡터 백신
바이러스 백신은 병원체 바이러스 자체에 약간의 조작만을 가해 사용하는 백신이다. 기존의 대부분의 백신이 이 방법으로 만들어졌다. 바이러스 백신에는 생백신과 사백신이 있다. 생백신은 바이러스를 약독화해 체내에 투여해 인체 면역에 의한 방어력을 만드는 방식이다. 사백신은 죽은 병원체로 만든 백신으로 포름알데히드 같은 화학 처리를 하거나 열을 가하는 등 여러 방법으로 복제가 안 되는 바이러스를 만들어 백신으로 주입하는 방식이다. 바이러스 백신은 신종 바이러스인 경우 바이러스 백신의 위험성이 커서 철저한 안전성 테스트가 필요하여 오랜 시간이 걸린다는 단점이 있다.
바이러스 벡터 백신은 면역을 유발하는 바이러스를 체내 전달하기 위해 독성이 없는 바이러스 운반체를 이용하는 백신이다. 벡터란 DNA 운반체, 즉 유전 물질을 인체에 주입하기 위한 운반체이다. 이때 홍역, 아데노 바이러스가 주로 운반체로 쓰인다. 바이러스 벡터 백신은 면역 유지 기간이 길고, mRNA 백신보다 열에 안정적이라는 장점이 있으나 생산과정이 복잡하고 전달체 내 유전 물질의 차이로 부작용이 발생할 수 있다는 단점이 있다.""
1.2.2. mRNA 백신의 작용 원리
mRNA 백신의 작용 원리는 다음과 같다. mRNA 백신은 바이러스 단백질을 체내에 직접 주입하는 기존의 백신과 달리 신체 면역 반응을 유도하는 단백질 생성 방법을 세포에 가르쳐, 특정 바이러스에 노출되었을 때 이에 대한 항체를 형성하도록 유도한다. 이는 바이러스가 직접 체내에 주입되지 않기 때문에 기존 백신보다 비교적 안전하다. 또한 백신을 만들 때 바이러스 항원 배양 시간이 들지 않기 때문에 만들기가 쉽고 시간이 절약된다. 즉, mRNA를 투입해 바이러스를 둘러싼 쇠뿔 모양 돌기인 단백질 스파이크 성분을 체내에 미리 만들도록 해 면역한다. 코로나바이러스 표면에 존재하는 항원 정보가 담긴 유전자를 RNA 형태로 넣어주면, 세포 안의 단백질 합성 기계 리보솜이 이 RNA를 인식해서 코로나바이러스 단백질을 세포 안에서 생산한다. 이렇게 세포 안에서 생산된 코로나바이러스 단백질을 접한 면역계가 강력한 면역 반응을 일으키면서 바이러스에 감염되지 않고도 바이러스에 대항할 능력을 미리 갖출 수 있다.
1.3. mRNA 백신의 장단점
mRNA 백신의 장점은 바이러스 단백질을 체내에 직접 주입하는 기존의 백신과 달리 신체 면역 반응을 유도하는 단백질 생성 방법을 세포에 가르치는 데 있다. 이는 바이러스가 직접 체내에 주입되지 않기 때문에 기존 백신보다 비교적 안전할 뿐만 아니라, 백신을 만들 때 바이러스 항원 배양 시간이 들지 않아 시간과 비용이 절약된다는 장점이 있다. 또한 제조가 쉽기 때문에 변이 바이러스에도 빠르게 대처할 수 있다는 이점이 있다.
하지만 mRNA 백신은 접종 후 형성된 항체의 지속 기간과 같은 구체적인 데이터 확보가 아직 충분하지 않다는 한계점이 있으며, 열에 약해 극저온 보관 및 유통되어야 한다는 단점도 있다.
따라서 mRNA 백신은 안전성과 신속한 개발이라는 장점이 있지만, 장기적인 효과 및 안정성에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 보인다.
2. 합성생물학의 이해
2.1. 합성생물학의 개요
합성생물학은 현재까지 알려진 생명정보와 생물 구성요소 및 시스템을 바탕으로 기존 생물 구성요소 및 시스템을 모방하여 변형하거나, 기존에 존재하지 않던 생물 구성요소와 시스템을 설계, 구축하는 학문이다. 또한 생물학에 기계, 전기 및 전자와 같은 다양한 공학 분야에서 적용하는 부품화, 표준화, 모듈화라는 공학적 개념을 도입해 새로운 생물학적 부품(Part), 장치(Device), 시스템(System)을 설계하고 이를 구동하는 학문이라고 할 수 있다.
합성생물학에서는 생체부품, 생체장치, 생체시스템이라는 개념을 활용한다. 생체부품은 생물학적 시스템 및 인공 생명체의 기능적 기본 단위인 프로모터, 유전자, 터미네이터 등의 DNA 조각을 말한다. 생체장치는 이러한 생체부품들을 조합하여 디자인한 기능을 수행하도록 제작된 유전자 회로 또는 인공생합성 경로를 의미한다. 마지막으로 생체시스템은 여러 생체장치의 조합 및 도입으로 제작된 예측 가능한 인공적인 바이오시스템 또는 생명체를 뜻한다.
즉, 합성생물학...
참고 자료
백신 [Vaccine] (분자·세포생물학백과)
네이버 건강 백과 의약품 사전
생화학백과 DNA 운반체
https://youtu.be/6ciC0cZpcek
https://youtu.be/8eKoMO6HvVU
mRNA [messenger RNA] (두산백과)
mRNA백신 (건강용어사전)
mRNA 백신 (시사상식사전, pmg 지식엔진연구소),
내 몸에서 백신을 만드는 RNA 백신 (박한슬)
논문 및 단행본
민경오 외 1인, 4차 산업혁명 시대를 이끄는 핵심 기술 동향, 임베디드소프트웨어·시스템산업협회, 2017, p7~56
정보통신정책연구원, 제 4차 산업혁명 선도를 위한 과학기술·ICT기반 국가정책방안 연구, 미래창조과학부, 2017, 38~39p
한성구 외 1인, 합성생물학의 발전과 바이오안보 정책방향, 한국과학기술기획평가원, 2018-39(통권 제 257호), p5~8
권순일, 유용한 생명체 조립을 추구하는 합성생물학 그 현황과 전망, 한국고등직업교육학회논문집 제 17권 1·2호, 2016, p7~8
2019 바이오 미래유망 기술, 생명공학정책연구센터, BioINsay No.34, p25~46
기타자료(인터넷 자료)
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5145000&cid=61232&categoryId=61232
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