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[생물] 피토크롬 평가B괜찮아요

************ 피토크롬 ***************피토크롬이란?- 식물의 잎에서 광주 조건을 감지하여 광주성을 나타나게 하는 감광 색소- 빛을 흡수하여 흡수스펙트럼의 형태가 가역적(可逆的)으로 변하는 식물체 내의 색소단백 질.- 여러 가지 생리화학적 현상을 조절하는 반응에 관여.1952년 H.A.보스윅과 S.B.헨드릭스 등은 상추 종자의 발아에 미치는 빛의 작용스펙트럼을 측정하여 660 nm의 적색광이 발아촉진 효과가 가장 크고, 730nm의 근적외선(近赤外線)은 적색광에 의한 촉진효과를 소멸시키는 효과가 있다는 것을 발견하였다. 또한 두 파장의 빛을 서로 1분씩 교차하여 비출 경우, 횟수에 관계없이 최후에 비춘 빛의 파장에 따라 발아율이 결정되었다.◎ 피토크롬(phytochrome)의 작용⑴ 상치씨의 발아과정에서 가시광선과 근적외광은 각각 발아를 촉진 또는 억제.PFR ⇒ 발아를 자극, PR ⇒ 발아를 억제cf.)양귀비의 경우,PFR ⇒ 발아를 억제, PR ⇒ 발아를 촉진.⑵ 줄기 신장;암처에서 자란 식물→엽록소가 결핍되고 줄기가 매우 신속하게 신장되는 황화현상(etiolation). ⇒ 식물체가 빛에 도달하려는 가능성이 증대됨으로써 일어남. 빛(특히 적색광)을 받게 되면 중간 마디,잎이 정상 크기.※근적외광 → 황화,(피토크롬이 반응 수용체 색소임.)⑶ 토마토나 사과의 표피에서 붉은 색소의 형성, 일부 식물 눈의 동면 파괴, 쌍자엽 유식물의 배축 신장에도 관여.1959년 W.L.버틀러가 처음으로 이 반응에서 빛을 흡수하는 색소를 추출 ·분리하였는데, 이것이 피토크롬이다. 피토크롬은 균류(菌類) 이외의 모든 식물에 들어 있으며, 환경의 빛 조건에 따라 식물의 여러 가지 생리학적 기능을 조절하는 데 관여한다.피토크롬은 660nm의 흡수극대를 가지는 적색광흡수형(Pr)과 730nm의 흡수극대를 가지는 근적외흡수형(Pfr)이 있으며, 저마다 빛을 흡수할 때 상호변환(Pr↔Pfr)을 일으킨다. 분자량은 약 12만 4,000으로 빛을 직접 흡수하는 크로마토포아(색소분자단)는 홍조류(紅藻類)의 피코빌린색소와 비슷한, 열려진 테트라피롤의 구조(담즙색소) 체내 헤모글로빈 대사산물로 간에서 생성되며, 특히 쓸개즙에 포함되어 배설되는 색소.의 일종)로서 모든 식물의 피토크롬에서 공통이다. 그러나 단백질 부분은 식물에 따라 약간의 변이(變異)가 있는 것으로 알려져 있다. 피토크롬은 식물체에서 뿌리를 포함한 모든 조직에 들어 있으며, 크로마토포아가 빛을 흡수하면 피토크롬이 반응하는데, 적색광에 의해 Pr가 Pfr로 전환될 때 테트라피롤 크로마토포아의 공액(共眷) 이중결합이 변한다. 그러나 생리학적 활성을 결정하는 것은 크로마토포아의 변화에 따른 단백질의 구조변화에 있는 것으로 해석되고 있다. 피토크롬에 의존하는 생리학적 반응은 Pr와 Pfr의 광가역적(光可逆的) 변화에 의존하는 것이므로 식물세포는 Pr와 Pfr로 식별할 수 있을 것으로 알려져 있다. Pr용액에 적색광을 비추면 피토크롬의 소수성(疎水性)이 증가하고, pH가 7.5 이하일 때 피토크롬이 프로톤(H+)을 흡수하지만, pH가 7.5 이상에서는 H+의 방출이 일어난다.이러한 변화는 적색광－근적외선에 의하여 가역적으로 일어난다. 생체에서 합성되는 피토크롬은 Pr이며, 빛이 없는 곳에서는 오랫동안 안정되어 있지만, Pfr는 불안정하여 서서히 Pr로 전환되거나 불활성화되어 광가역성을 잃게 된다. Pr↔Pfr의 광전환은 직접 Pr→Pfr또는 Pfr↔Pr로 되는 것이 아니라 수명이 짧은 여러 들뜬상태의 중간물질 단계를 거치며, 이러한 중간과정은 빛을 필요로 하지 않는다. 특정한 빛 조건에서 Pr↔Pfr는 평형을 이루어 일정한 Pr:Pfr 값을 가지게 된다. 생물학적 활성을 나타내는 데 있어서 Pr보다 Pfr의 양이 중요한 것 같지만, 더 중요한 것은의 값이다. 660 nm의 빛을 비추면 80 % 정도의 피토크롬이 Pfr로 되고(φ＝0.8), 근적외선으로는 모든Pfr가 Pr로 변하기 때문에 φ＝0이 된다. 햇빛에는 적색광이 근적외선보다 약간 많아서 잎의 φ값은대략 0.6으로 유지된다.한편, 특정한 φ값이 얼마동안 유지될 때 특정 생물학적 효과의 발현(發現)이 결정되는 것으로 알려져 있다. 도꼬마리(엉거시과의 1년초)) 국화과 1년생초본. 높이 1m 안팎이고 잎과 더불어 털이 있다. 8~9월에 황색의 꽃이 피고 9월에 열매가 익는다.를 단 1회 16시간의 암처리(暗處理)를 하면 꽃눈형성이 유도되는데, 암처리 중 1분간의 적색광처리로 개화유도(開花誘導)가 저해되었다. 그러나 암처리 시작 후 3시간 이내와 9시간 이후의 적색광처리로는 억제효과를 나타내지 못하였다. 백색광에서 자란 귀리류(類) 식물의 피토크롬 함량은 황백화류 식물의 1/30∼1/100에 불과하다. 이것은 Pfr가 Pr보다 불안정하다는 것을 나타낼 뿐만 아니라, 피토크롬 생합성이 빛에 의하여 저해된다는 것을 의미한다. 실제로 빛은 피토크롬 m-RNA의 합성을 억제하며 이러한 효과가 적색광－근적외선으로 가역적인 변화를 가져온다.◎ 피토크롬(phytochrome)의 발견⑴ex.)도꼬마리의 경우, 그 빛의 강도가 매우 약한 것일지라도 개화억제는 효과적으로 일어난다. 그래서 개화를 억제하는 가장 효과적인 광선. ⇒ 660nm의 파장을 갖는 적색광(orange-red).ex.)시금치의 경우, 긴 암주기를 갖게 될때 이 파장의 빛이 조사되면 ⇒ 개화촉진.ex.)도꼬마리 → 660nm 파장의 빛을 조사하고, 뒤이어 730nm 파장의 근적외광(far-red)을 조사하면 ⇒ 개화.※적색광(660nm)에 의해 억제되지만 최종 조사된 광선에 의해서 개화는 결정. 이와 같은 과정은 식물체 내에 어떤 색소의 존재를 추측.적색광을 흡수하면↓ ↓ ↓이 색소 ------------→ 근적외광을 흡수할 수 있는 형태로 전환(PFR).근적외광을 흡수하면↓ ↓ ↓이 색소 --------------→ 적색광을 흡수하는 형태로 다시 전화(PR)※이 색소 ⇒ 피토크롬(phytochrome)660nm의 빛PR --------------------→ PFR←-------------------(개화) 730nm의 빛 (개화 억제)⑵ 피토크롬; 빛을 흡수하는 성질의 보결분자단이 부착된 단백질로서 적색을 강하게 흡수하는 청색 색소.⑶ 광주기성을 조절하는 피토크롬의 작용(2가지 요인에 따라 좌우)① 저녁 무렵에 햇빛이 근적외광 보다 적색광을 더 많이 포함함으로써 식물잎의 피토크롬 은 모두 PFR의 형태.② PFR은 불안정한 반면에 PR은 안정한 것으로 암주기가 시작되면 PFR은 점차 PR의 형태로 전환- 두 가지 형태의 수용색소 (적색광을 흡수하는 형태인 Pr과 근적외광을 흡수하는 형태 인 Pfr◎ 꽃눈 형성 호르몬과 피토크롬(1) 잎에서 생성되어 체관을 통해 이동한다.(2) 생성 원리: 피토크롬의 형태 변화에 따라 형성됨(3) 피토크롬: 빛의 종류에 따라 두 가지 형태가 상호 전환되는 색소이다. 꽃눈 형성 기구잎에 빛 자극→ 피토크롬이 유전자 활성화→ mRNA전사 →효소 합성→ 플로리겐 생성 → 체관을 따라 이동→ 꽃눈 물질 생성→ 꽃눈 형성* 피토크롬 : 식물에서 빛 자극을 수용하는 감광물질(색소 단백질)로 임계 시간을 감지 하여 플로리겐을 합성하는 유전자를 활성화시켜서 플로리겐이 생성피토크롬의 작용효과는 다양하여 수초 내에 변화가 관찰되는 것에서부터 각종 광형태 형성반응처럼 수시간 또는 수일의 경과가 필요한 것 등이 있다. 근단(根端)조직을 잘라 적당한 용액에 띄우고 적색광을 비추면 조직이 양(陽)으로 하전(荷電)되어, 음(陰)으로 하전되어 있는 유리벽에 붙게 되고, 근적외선으로 다시 떨어진다. 이것을 타나다(Tanada) 효과라고 한다. 이러한 뿌리의 반응은 20초 이내에 일어나며, 피토크롬에 의하여 일어나는 가장 빠른 생리학적 반응의 하나이다. 이 밖에도 각종 효소의 활성화와 효소생합성의 유도, 엽록소를 비롯한 색소의 합성, 미모사 작은 잎의 취면운동(就眠運動) 촉진, 여러 가지 포자와 종자의 발아 촉진, 배축(胚軸) 굴곡부의 신전(伸展), 선태류 ·양치류 원사체(原絲體)의 굴광성반응, 꽃눈분화의 촉진 및 억제와 같은 생장 ·발육현상 등이 적색광에 의하여 조절된다. 또한 일부 효소의 활성저해와 Ca2+ 흡수의 저해도 조절되는 것으로 알려져 있으나, 광형태 형성의 원인이 되는 1차적인 변화가 어떤 것인지에 대한 것은 문제로 남아 있다.◎ 피토크롬의 작용기작① Pfr가 유전자와 같은 계(系)에 직접 작용한다.② Pfr가 막에 붙어 있어서 막의 기능을 변화시킨다.③ 들 뜬 형태의 피토크롬이 저마다 Pr와 Pfr가 될 때 거치는 경로의 이용횟수가 영향을 받을 계에 중요하다.④ 빛이 없을 때 일어나는 Pfr→Pr 반응의 속도가 생체시계(生體時計)의 상태를 변화시킨 다.⑤ 암소에서 불 활성화된 Pfr가 다른 계에 작용할 것이라는 주장이 있으나, 어느 것도 확 실한 것은 아니다.황백화 조직에서 피토크롬은 시토졸(세포의 수용액성분)에 균일하게 분포하고 있으나, 적색광을 비추면 세포 내 여기저기에 덩어리 모양이 되어 분포하고 근적외선을 비추면 본래의 상태로 되돌아간다. 그리고 담수조류(淡水藻類)인 모우게오티아에서 엽록체의 굴광성반응이 적색광－근적외선에 의하여 가역적으로 일어날 뿐만 아니라 편광효과가 있는 것으로 보아, 수용성 상태로 있는 것과 막에 일정하게 배향(配向)을 유지하고 있는 것 등 다양한 상태로 있는 것으로 알려져 있다. 피토크롬에 의한 광변환효과는 흔히 햇빛의 1/100 정도인 약한 빛에 의해서도 영향을 받는다. 그런데 410 nm에서 최대효과를 나타내는 청색광효과는 빛의 강도가 100배 정도 높아야 한다. 청색광효과는 적색광↔근적외선효과처럼 포자형성 ·색소합성 ·탄수화물대사 ·운동 및 생장 등 광범위하게 나타나는 것으로 강한 광선에 반응하는 특수한 형태의 pfr에 의하여 지배된다는 해석과 금속을 포함하는 플라빈성단백질에 의한다는 의견이 있어 앞으로 해결되어야 할 과제이다. 이와 같이 자연계에는 각종 색소가 있어 각기 고유의 기능을 수행하고 있는데, 피토크롬은 이들 중 가장 중요한 위치에 있는 것으로서, 이에 관한 보다 많은 것들이 밝혀져야 할 것이다.

자연과학| 2002.12.05| 6페이지| 1,000원| 조회(2,948)

피토크롬, 도꼬마리, 감광색소

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모택동의 전기를 읽고

毛澤東의 傳記를 읽고모택동은 1893년 12월 26일 호남성 상담현 소산향의 작은 마을에서 태어났다. 그의 아버지가 젊었을 때는 빈농이었고, 모택동이 태어날 무렵에는 보다 나은 생활 수준에까지 집안을 끌어 올려 놓았다. 이는 모택동이 1936년 에드가 스노우에게 이야기한 자서전에서 알 수 있는데, 그가 10살 때에 이미 그의 아버지는 중농에 이르렀고, 조촐한 장사를 벌려 부수입을 늘렸다고 말하였다. 후에는 미곡상까지 겸한 부농이 되었다고 한다. 그의 아버지 모순생은 어릴 적에 2년 동안 서당에 다닌 덕분으로 쉬운 한자를 읽고 간단한 셈은 할 수 있을 정도였으며, 반면 그의 어머니는 전혀 문맹이었으나 그가 무척이나 따랐다고 한다. 모택동은 그의 아버지와 자주 싸움을 했다고 하는데, 이런 그의 가정 생활에서 그가 혁명가가 된 원인을 찾고자 하는 연구도 있다. 물론, 그의 혁명적 경향이 그의 아버지와 맞서면서, 또한 그 환경에 의해서 영향을 받긴 하였겠지만, 그보다 그가 더 넓은 세계와 접촉한 데서 찾는 것이 더 나을 것이다.8세 때부터 모택동은 학생들에게 유교 고전을 그저 암송하도록 가르치는 서당에 다니게 되었다. 그는 그 세대의 다른 학생들과 마찬가지로, 그런 무료함을 달래기 위해, 예부터 구전되어 내려오던 것을 책으로 편찬한 대중소설들을 서당 훈장의 눈을 피해가며 읽어갔다. 특히, 역사소설인 삼국지나, 부패한 재판관과 관료에 대해 항거하는 영웅적인 의협객들의 이야기인 수호전과 같은 소설들이 그에게 많은 영향을 끼쳤을 것이다.13세 때 모택동은 그의 아버지에 의해 강제로 소산향의 서당에서 배우던 고전 공부를 포기하지 않을 수 없게 되었고, 종일 농사일을 거들고 아버지의 회계 일을 돕게 되었다. 그렇다고 그전에 그가 전혀 농사일을 안 도운 것이 아니라, 6세때 부터 농사일을 도와왔다. 그러면서도 그는 계속 책을 읽었고, 좋아하는 소설뿐 아니라 정치 논문에까지 손을 대었다고 한다. 16세 되던 해에 그의 어머니의 고향인 상향현에서 가까운 동산고등학교에 입학했다고 한다.1904년 서태후의 생일을 축하하기 위해 모인 청조의 주요 관리들을 암살하려고 기도했다가 실패하여 장사로부터 도망친 황흥의 영웅적인 행위에 관한 소식이 소산향에 전해졌을 때, 이러한 소식은 모택동의 상상력에 충격을 던져주었으며, 그 시대의 이런 민중폭동들이 일어났을 때, 모택동은 그의 친구들과 거기에 대해서 토론을 하는 등, 많은 관심을 가지고 있었으며 또한 공감하고 결국 사형을 당한 폭동 주동자를 영웅으로 생각했다고 한다. 그 당시에 벌써 모택동이 사회문제에 관한 관점이 명확히 형성되어 있지는 않았지만, 기근으로 시달리는 마을 사람들과 그 속에서도 계속되어지는 강탈을 보면서 그는 느꼈을 것이다. 동산고등학교에서 모택동은 처음으로 이러한 사회 현상과 이에 맞서는 사상들을 접할 수 있게 되었다. 이 학교에 머물렀던 동안 모택동은 세계의 전반적인 문제들을 폭넓게 접촉할 수 있게 되었을 뿐 아니라, 중국 사회의 계층 구조에 대한 새로운 개인적인 경험을 하였다. 대부분의 그의 동료들이 사치스러운 옷을 입고 정중한 태도를 몸에 익힌 지주의 아들들이었지만, 모택동은 단 한 벌의 정장을 가졌으며 보통 헤진 옷을 입고 다녔다고 한다. 더구나 그는 그의 아버지의 반대로 일시 학업을 중단하지 않으면 안 되었고, 다른 학생들보다 곤란한 조건하에서 다시 학업을 계속했기에 동료 학생들에 비해 6살이나 많았다고 한다.이듬해, 1911년 초겨울 모택동은 '전체가 훌륭한 곳'이라고 들은 장사에 가기를 열망하기 시작했고, 또 그곳에 있는 중학교에 입학하기를 원했다. 그는 국민학교의 선생으로부터 추천장을 얻어 호남성의 수도를 향한 증기선을 탔다. 그는 그곳에서 처음 신문을 읽었다고 하며, 그것은 손문 다음으로 동맹회의 중심 지도자가 된 호남 태생의 황흥의 주도 아래 양광총적부를 습격한 기사가 난 손문의 기관지였다. 이후 혁명이 일어났을 때 그는 매우 흥분되어 그의 첫 번째 논설을 써서 학교 벽에 붙였다고 한다. 모택동은 1911년에 일어난 혁명에 참가하기 위해 군대에 입대하였다. 실제적으로 크게 참여하지는 않았지만, 6개월 간의 군대 생활이 그의 교육에 있어 훗날 그의 성장의 한 단계로 의미를 갖는다. 모택동은 군대를 나와서 이제는 학교에 돌아가고 싶다고 생각했으나, 현실적으로 그런 앞날을 선택하는데 매우 어려움을 느꼈으며, 신문에 난 광고들에 끌려 경찰에 그리고 비누 제조학교에 등록했다. 또다시 법률학도인 친구의 영향을 받아 관리가 되려고 해보다가, 수완있는 상인이 되는 것이 더 낫다는 다른 광고를 믿고 고등상업학교에 입학하였으나, 실제로 한달 가량 학교에 나갔을 뿐이다. 그 후 장사의 제일성립중학교에 약 6개월 정도 다닌 후, 독자적으로 책을 읽는 게 낫다면서 그는 학교를 그만 두고 나머지 반년 동안은 호남성립 도서관에서 종일 책읽기로 보냈다. 그는 이 기간이 자신에게 매우 유익했다고 생각했으나, 그의 가족들이 아무런 목적 없는 생활에 지원해 주기를 거부했기 때문에 그는 계속해 나갈 수 없었다. 그래서, 교사직이 적합하다고 생각한 그는, 1913년 제사성립보통학교에 입학하였으며, 이 학교가 제일사범학교와 병합되어, 1918년 호남성립 제일사범학교를 졸업하였다. 그는 이 기간 동안 고전과 근대 그리고 중국의 것과 서구의 것 등 그의 교육에 있어 많은 부분을 습득했다. 그보다 더 그는 짧은 기간 동안의 교사경력까지 가졌다고 한다. 이 학교에 재학중일 때, 제일 친했던 두 친구중 한 명은 후에 혁명 투쟁에서 전사하였고, 한 친구는 모택동과 다른 정치노선을 택해 철천지 원수가 되었다고 한다. 사범학교 시절에 모택동은 훗날의 경험에 깊이 고려하게 될 또 다른 한 사람의 동연배인 이입삼을 알게 되었다고 한다. 장사에서의 얼마 안 되는 기간을 지내고, 북경으로 갔다가 다시 한번 상해로 가서 그는 세탁부로 일함으로 생계를 유지하였으며, 이런 그의 위태로운 삶속에서도 그는 여러 인맥을 넓혀 갔다.

인문/어학| 2002.12.05| 2페이지| 1,000원| 조회(396)

모택동, 전기, 인물

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