대조 실험 : 독립변인과 종속변인, 실험군과 대조군
대조 실험은 어떤 가설을 실험을 통해 검증하기 위해 이루어지며, 실험군과 대조군으로 이루어져 있습니다.
실험군은 어떤 변화에 대한 결과를 확인하고자 변화를 가하는 쪽을 말합니다.
대조군은 실험군과의 비교를 위한 군을 말합니다.
가설을 검증하기 위한 실험에서는 변인에 대해 알아야 하는데, 변인은 독립변인과 종속변인으로 나누어집니다.
독립 변인은 실험에 영향을 주는 변인으로, 변화를 주는 변인인 조작변인과 일정하게 유지되는 조건인 통제변인으로 나누어집니다.
종속변인은 독립변인에 의해 나타나는 결과를 말합니다.
ex ) 함수 f(x, y) = 3xy^2이라는 가설을 세웠을 때 x에 대한 f의 변화를 알아보고자 했다고 합시다.
우선 독립변인은 x, y가 될 것이고, 종속변인은 그의 변화에 따라 나오는 함숫값 f가 될 것입니다.
x의 변화에 대한 f의 변화를 확인하고자 하고 있으므로 x는 조작변인이 되어야 하고,
y는 일정하게 유지시켜야 하므로 통제변인이라고 할 수 있겠네요.
대조군과 실험군에 대한 이야기로 돌아와서 대조군에는 양성 대조군과 음성 대조군이 있을 수 있습니다.
각각은 가설의 변화에 대한 효과가 100% 나타나는 절대적인 기준치에 해당하는 대조군이 됩니다.
ex ) GLP는 인슐린 100%의 효과를 발현하기 때문에 인슐린의 혈당량을 낮추는 효과를 확인하기 위해 GLP에 의해 낮아진 혈당량에 비해 얼마나 혈당량을 낮추는지 확인해본다고 합시다. 이 때 GLP는 인슐린의 혈당 강하 효과 실험에서의 양성 대조군이라고 할 수 있습니다.
ex ) 특정 유전자가 식물의 특정 부위 발달에 필수적이라는 가설을 설정했다고 생각해봅시다.
그러면 해당 유전자가 발현된 경우와 발현되지 않은 경우 식물의 성장 여부를 확인하여 가설을 검증해볼 수 있습니다.
특정 유전자를 과다발현 시킨 식물은 "실험군"이 될 것이고,
특정 유전자가 발현되지 않도록 억제시킨 식물은 음성 대조군이 될 것입니다.
그 다음 두 식물의 특정 부위의 발달의 차이를 확인하여 차이가 존재한다면 가설이 검증되는 것이고, 아니라면 가설을 수정해야 할 필요가 있겠네요.
* 이 때 mRNA의 양적 측정을 통해 유전자가 어디서 발현되는지 확인하는 방법을 Northern 블로팅이라고 합니다.
ex ) Ame's Test : 어떤 물질이 돌연변이의 원인인지를 파악하는 실험
Salmonella 균이 돌연변이원에 민감하게 반응한다는 성질을 이용해 가설을 검증합니다.
(복귀 돌연변이 효과의 정도에 대한 척도를 발생하는 콜로니의 수로 판단할 수 있습니다.)
히스티딘 영양 요구주를 준비하여 배지에 4가지 종류의 처리를 합니다. (무처리, 용매, 용매 + 물질 a, 용매 + acridine)
실험 결과 무처리 배지에서는 콜로니가 10개, 용매 처리에서는 30개, 물질 a를 처리한 배지에서는 80개, acridine에서는 130개 발생했다고 해봅시다.
그러면 우선 자연적으로 발생하는 복귀돌연변이, 콜로니의 수는 10개임을 확인할 수 있습니다.
그 다음 용매에 의해 발생하는 콜로니의 수는 30 - 10 = 20개임을 계산할 수 있습니다.
acridine에 의해 발생하는 콜로니의 수는 130 - 10 - 20 = 100개임을 확인할 수 있습니다.
이 때 acridine을 양성 대조군이라고 설정했다고 가정하면,
물질 a는 총 80 - 10 - 20 = 50개의 콜로니를 발생시켰으므로,
물질 a에 의한 돌연변이 유발능력은 양성 대조군 acridine에 비해 50%의 돌연변이 유발 효과를 가졌다고 결론지을 수 있습니다.
이 포스트를 포함하여 여기서부터 세포생물학인데, 세포에 대한 매우 기본적인 내용들은 포스트로 따로 작성하기 애매하여 여기에 정리해 두었습니다.
세포와 조직특이적 유전자 발현
세포는 생명체의 기본 단위입니다.
세포는 핵을 가지고 있고 핵 내부의 DNA를 전사, 번역을 거치면 단백질이 만들어집니다.
같은 기능을 단백질을 생성하는 세포들이 모이면 조직특이적 유전자가 발현된다고 합니다. (특정 기능을 가짐)
신체는 여러 기능을 구현해야 하기 때문에 서로 다른 세포는 서로 다른 유전자를 발현시킵니다.
바이러스
바이러스도 세포와 유사한 분자들을 포함하지만, 결정적으로 세포와 다르게 스스로 번식하지 못합니다.
즉, 바이러스는 기능이나 번식을 위해 기생할 숙주가 필요하므로 세포로 정의하지 않습니다.
신체의 조직화와 ATP 사용 및 물질대사의 이유
엔트로피(= 무질서도)는 항상 자발적으로 증가하는 방향으로 일어납니다.
생물은 생명활동을 하기 위해 조직화가 필요한데, 이것은 엔트로피가 감소하는 방향의 반응이기 때문에 생체 에너지인 ATP를 사용해야합니다.
물질대사는 ATP를 생성하기 위한 반응이기 때문에 체내에서 반드시 필요한 것입니다.
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