소개글
"의과학과"에 대한 내용입니다.
목차
1. 생명과학 분야의 기술 발전
1.1. DNA 이중나선 구조 발견과 그 의의
1.2. 코로나 바이러스 진단법: RT-PCR의 활용과 원리
1.3. 호르몬을 이용한 피임 기법의 남녀 차이
2. 생물과 기계의 결합: 사이보그 기술의 윤리적 고려
2.1. 사이보그 기술의 대상 범위
2.2. 개인의 사이보그화에 대한 법적 제한 필요성
2.3. 뇌와 연결된 사이보그의 생명체 인정 여부
2.4. 사이보그 기술의 확장에 대한 법적 허용 여부
3. 빅데이터 활용의 현황과 사례
3.1. 빅데이터의 개념과 특징
3.2. 빅데이터의 중요성과 문제점
3.3. 빅데이터 활용 사례
4. 참고 문헌
본문내용
1. 생명과학 분야의 기술 발전
1.1. DNA 이중나선 구조 발견과 그 의의
DNA(DeoxyriboNucleic Acid)는 생명체의 유전 정보를 저장하고 전달하는 핵심적인 물질이다. 무작위로 뽑은 두 사람은 일반적인 인간의 형태에서 닮았지만 부모와 자녀만큼 닮지 않았는데, 이는 부모의 DNA 일부를 복제하여 자녀에게 물려주기 때문이다. 이때 DNA의 '이중나선 구조'가 DNA의 복제를 효율적으로 하는 데 큰 기여를 한다.
DNA의 구조는 1953년 왓슨과 크리크가 밝혀냈는데, 이들의 발견에는 샤가프와 프랭클린의 연구 결과가 큰 도움을 주었다. 왓슨과 크리크는 DNA가 인산-당-염기로 구성된 뉴클레오타이드가 사슬 형태로 연결되어 이루어진 이중나선 구조라는 것을 밝혀냈다. 이때 한 가닥과 다른 가닥의 염기가 상보적으로 결합하는데, 샤가프 법칙에 따라 한쪽의 염기가 아데닌이면 반대편에서는 티민이, 사이토신이면 구아닌이 결합한다.
왓슨과 크리크가 밝혀낸 DNA의 이중나선 구조는 DNA의 핵심적인 특성인 '복제'를 설명하기에 적합하다. DNA의 두 가닥이 상보적인 염기 결합을 하므로, 한쪽 가닥이 있으면 반대쪽 가닥을 똑같이 복제할 수 있다. 이러한 DNA 복제 과정은 아서 콘버그의 연구를 통해 밝혀졌다.
DNA의 이중나선 구조 발견은 유전 정보를 이해하고 전달하는 생물학의 가장 중요한 발견 중 하나로 평가되며, 이후 생명과학 분야의 많은 발전으로 이어졌다. 이는 생명체의 유전 정보를 보관하고 복제하는 DNA의 근간을 밝혀냈기 때문이다.
1.2. 코로나 바이러스 진단법: RT-PCR의 활용과 원리
2020년 초반부터 현재까지 코로나 바이러스는 우리의 일상생활에 많은 변화를 불러왔다. 거리두기, QR코드, 마스크만큼 우리에게 새롭게 익숙해진 개념 중 하나가 '코로나바이러스 진단 (PCR검사)'이다. 코로나와 싸우기 위해서는 무엇보다 감염 여부를 정확하게 판단하는 것이 중요하였다. PCR은 검사의 정확도를 보장하기 위해 실시하는 검사 방법인데 코로나바이러스 진단에 이용하는 기법은 정확히 RT-PCR이다. 이를 이해하기 위해서는 RT(역전사)와 PCR(중합효소연쇄반응)에 대한 이해가 선행되어야 한다.
PCR(Polymerase Chain Reaction)은 1993년 미국의 멀리스가 고안해 낸 것으로, 미세한 양의 DNA를 대량으로 늘려주는 생명공학 기술이다. 코로나바이러스와 같은 특정 병원체의 존재 유무를 알아낼 때 적은 양의 검사 대상물을 PCR을 통해 증폭시켜 정확도를 크게 늘릴 수 있다. PCR은 아래의 세 과정을 거쳐 수행된다. 1) 변성 과정 - 우선 DNA를 복제하기 위해 두 가닥이 결합된 형태의 DNA를 풀어 각각의 가닥을 따로 사용할 수 있도록 해야 한다. DNA 염기들 사이의 결합인 수소결합은 강도가 높지 않기 때문에 90도의 높은 열을 가하면 쉽게 DNA를 변성할 수 있다. 2) 프라이머 결합 - DNA를 변성시킨 다음 각각의 가닥에 프라이머를 결합시킨다. 프라이머는 20개 정도의 염기로 이루어진 작은 DNA 조각으로 PCR을 통해 증폭시키고자 하는 유전자를 찾는 역할을 한다. PCR을 통해 DNA 전체를 증폭시키는 것이 목적이 아니기 때문에 목표로 하는 DNA 구간의 시작 부분을 염기 서열로 가지는 프라이머를 이용하면 DNA에서 원하는 지점을 찾을 수 있다. 3) DNA 합성 - 프라이머가 자리를 잡으면 DNA 중합효소를 이용하여 DNA 합성을 진행한다. DNA 중합효소는 주형이 되는 DNA에 상보적인 dNTP를 결합하여 DNA 가닥을 합성한다. DNA 합성이 목표지점까지 진행되면 서로 상보적인 DNA 두 가닥이 만들어지고 복제가 완성된다. 위의 과정을 거치면 기존 DNA가 두 배로 늘어난다. 이를 한...
참고 자료
이우성 . 생명 과학 강의 노트 . 3장 DNA, 4장 유전자 발현, 10장 생식
대한산부인과의사회 피임생리연구회 사이트
http://www.wisewoman.co.kr/piim365/sub_0402.html
김미연 . 매일경제 . [Medicine] 남성용 ‘먹는 피임약’ 시대 열린다
https://www.mk.co.kr/news/it/view/2014/12/1537588/
「Here’s the Pentagon’s Terrifying Plan for Cyborg Supersoldiers」, Matthew Gault
「[핵잼 사이언스] “킁킁~ 폭발물이다!”…美 연구팀 ‘사이보그 메뚜기’ 개발」, 박종익
「고릴라와 인류의 유전자 일치율 98%」, 『내일신문』
「생명과학 강의노트 제3판」, 이우성
「Brain-computer interface」, MIT Technology Review
빅데이터에 대한 소개와 활용사례에 관한 연구, 한건희,진서훈, 한국자료분석학회, 2014
교육 데이터와 분석 기법: 사례 연구를 중심으로, 권영옥, 한국빅데이터학회지,2019
최신 빅데이터 활용사례 8가지 알아보기, 최숲, 로켓파인더, 2020
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