Chang-Su/ko-wiki-250611 huggingface dataset:
JPEG

제이펙(, )은 정지 화상을 위해서 만들어진 손실 압축 방법 표준이다. 이 표준은 ISO와 ITU-T에서 제정하였다. JPEG를 사용하는 파일 형식들도 보통 JPEG 이미지라 불리며, .jpg, .jpeg, .jpe 등의 확장자를 사용한다. 1677만 7216색과 256색 그레이로 저장 할 수 있다. JPEG 표준은 이미지가 어떻게 연속된 바이트로 바뀌는지만을 규정한다. 독립 JPEG 그룹(Independent JPEG Group; IJG)에서 만든 JPEG의 확장인 JFIF(JPEG File Interchange Format)는 JPEG 스트림을 저장과 전송에 적합한 형태로 담는 이미지 파일 형식이다. 디지털 카메라의 사진 저장 방식으로는 다른 확장인 EXIF JPEG 형식이 더 자주 사용된다. 일반적으로 JPEG 파일이라고 할 때는 JFIF 형식이거나 EXIF JPEG 형식을 가리키지만, JNG와 같은 JPEG 기반의 다른 파일 형식도 존재한다. 손실 압축 형식이지만 파일 크기가 작기 때문에 웹에서 널리 쓰인다. 압축률을 높이면 파일 크기는 작아지지만 이미지 품질은 더욱 떨어진다. JPEG/JFIF는 웹 상에서 사진 등의 화상을 보관하고 전송하는 데 가장 널리 사용되는 파일 형식이다. 하지만 이 압축 방법은 문자, 선, 세밀한 격자 등 고주파 성분이 많은 이미지의 변환에서는 GIF나 PNG에 비해 불리하며, 나쁜 품질을 보이는 경우가 많다. JPEG 표준에도 비손실 압축 방법이 정의되어 있지만 특허 문제와 압축률 등의 이유로 잘 사용되지는 않으며, PNG 등의 비손실 압축을 지원하는 포맷을 많이 사용한다. 압축 과정. JPEG 표준 안에는 많은 선택사항들이 있지만, 그중 대부분은 거의 사용되지 않는다. 아래 설명은 픽셀당 24비트 (빨강, 초록, 파랑 각 8비트씩)의 색상정보를 가진 데이터를 변환하는 일반적인 방법에 대한 간단한 설명이다. 아래 설명한 방식에선 손실 압축 방식을 사용한다.
JPEG

색공간 변환. 우선 각 픽셀의 RGB 데이터를 YCbCr이라는 다른 색공간 데이터로 변환한다. 이 색공간은 NTSC나 PAL 방식의 컬러 텔레비전 전송에 쓰이는 색공간과 유사하다. Y 성분은 픽셀의 루마 정보를 가지고 있으며, Cb와 Cr 성분은 색차 정보(chroma components)를 가지고 있다. 사람의 눈이 색상 성분보다 휘도 성분에 더 민감하기 때문에 색상 정보를 더 많이 압축하기 위해서 YCbCr 색공간으로 변환한다. 색공간 변환 시 제한된 정밀도 (채널당 8 비트) 때문에 정보가 완전히 보전되지 않는다. 따라서 뒤에서 양자화를 전혀하지 않더라도 원본과 완전히 일치하지 않는다. 즉, JPEG 저장시 화질을 100%으로 하더라도 원본과 차이가 있게 된다. 크로마 서브샘플링. 때로는 Cb와 Cr 성분의 수를 줄인다. (이를 "다운 샘플링", 혹은 "크로마 서브샘플링"이라 한다.) 이어지는 설명은 각 성분에 대한 것으로, 성분별로 같은 절차가 진행된다. 양자화. 사람의 눈은 명도에 대해 비교적 넓은 영역에서 작은 차이를 구분할 수 있다. 그러나 고주파의 명도 변화에서는 그 구별 능력이 떨어진다. 이 사실에 근거하여 고주파 성분의 정보의 많은 부분은 버릴 수 있다. 이런 작업은 주파수 영역의 각 성분에 대해 특정 상수로 나누고 정수 몫만을 취함으로써 수행된다. 이 작업이 전체 압축 과정에서 가장 손실이 큰 부분이다. 이 방법으로 고주파 성분들은 거의 0이나 0에 근접한 양수, 혹은 음수가 된다.
JPEG

(여기서 말하는 주파수는 전자기파의 주파수를 말하는 것이 아니라, 데이터를 격자 상에 늘어 놓았을 때의 공간적인 변화를 말하는 것에 주의한다.) 그런데 정지 영상의 특성상 평균적으로 픽셀값이 확 변하는 곳이 적다(에너지 집중 현상으로 인해 대부분 저주파수에 모여있다. 그래서 양자화를 할 때 가중치 양자화를 적용함으로써 에너지가 큰 저주파는 많이 살려내고, 에지가 거의 없어서 잘라내도 총합 에너지엔 거의 차이가 없는 고주파를 많이 제거한다.). 엔트로피 부호화. 이 과정은 비손실 압축 방식으로서, 8×8 격자의 성분들을 저주파부터 지그재그로 일렬로 세운 뒤. 반복된 0에만 RLE를 적용하고, 그 결과들에 대해 허프만 부호화를 한다. 표준은 허프만 부호화 대신에 더 압축률이 좋은 산술 부호화도 가능하다고 기술하지만 산술 코딩은 인코딩, 디코딩시의 지연, 경제성 등의 이유를 들어 잘 쓰이지 않는다. 압축 해제 과정. 압축 해제된 JPEG 데이터를 얻는 과정은 압축 과정을 역으로 취함으로써 이루어진다. 규격서. 규격은 합동 그룹에서 만들어졌기 때문에, ISO와 ITU-T 양측에서 나오고 있다.
색 공간

색 공간(色空間, )은 색 표시계(color system)를 3차원으로 표현한 공간 개념이다. 색 표시계의 모든 색들은 이 색 공간에서 3차원 좌표로 나타낸다. 여기서 색 표시계(color system)란 CIERGB, CIEXYZ, CIELAB, CIELUV 등의 색 체계를 말한다. 최근 디자인 학계나 산업계에서 색채 디자인 또는 시각 디자인을 연구하거나, 카메라, 스캐너, 모니터, 컬러 프린터 등의 컬러 영상 장비 개발 및 응용 단계에서 색 공간은 정확한 색을 재현하기 위하여 필수적으로 활용되고 있다. 특히, 색 디자인이나 디지털 색 처리에 기본적으로 사용되고 있는 색 공간인 CIELAB 색 공간은 먼셀 색 표시계의 기본 원리인 색의 3속성(색상, 명도, 채도)을 살림과 동시에 CIEXYZ 색 표시계의 불균등한 색 공간을 개선하기 위하여 개발된 것이다. 이 색 공간은 색상(hue), 명도(lightness), 채도(chroma)를 3차원 공간의 각각의 기본 축으로 하는 공간이다. 여기서 CIELAB은 CIE 1976 L*a*b*의 약식 명칭이고, CIE 1976 L*a*b*은 공식 명칭이다. 색 공간의 이해. 색의 3속성인 색상(hue), 명도(lightness), 채도(chroma)를 3차원 공간의 각각의 축으로 형성된 색 공간은 컬러 디자인이나 컬러 공학 등의 학문 또는 산업분야에서 컬러를 다루는 데 있어서 기본적으로 이해하여야 할 개념이다. 빨강, 노랑, 초록, 파랑, 보라 등으로 구분되는 색을 나타내는 색상(hue)은 색 공간을 지구로 비유할 경우 적도 상에서 경도 즉, 색상각(hue angle)으로 표현, 0도~360도의 범위를 가지며, 시계 방향으로 변화된다. 또한 이 색 공간은 대응색(opponent color) 관계를 쉽게 나타낸다.
색 공간

대응색 관계란 명도 축을 기준으로 대칭의 위치에 있는 두 색의 관계를 말하며 서로 보색 관계에 있을 나타낸다. 모든 색들의 밝고 어둠을 나타내는 명도(lightness)는 색 공간을 지구로 비유할 경우 남극과 북극을 연결하는 축으로서 남극을 검은색, 북극을 흰색으로 하며 그 사이에는 회색들로 배열된다. 모든 색들의 깨끗한 정도를 나타내는 채도(chroma, saturation)는 색 공간의 명도축을 0으로 하고 적도에 가까이 갈수록 커진다. 색 공간의 중요한 용도 가운데 하나는 색차 계산(color difference)이다. 이는 색 공간에 존재하는 두 점 즉, 두 색들 사이의 거리를 계산하여 공학적으로 활용한다. 예를 들면 컬러 영상 분할(color image segmentation)은 CIELAB 색 공간에서 색차 계산 결과를 이용하여 CIELAB 색 공간에서 영상 분할이 이루어져야 한다. 그러나 간혹 컬러 영상 분할에 관한 연구 논문들 중에는 RGB 데이터를 바탕으로 색차 계산한 결과를 가지고 RGB 데이터로 영상분할을 한 논문들이 발견되곤 하는데 이는 치명적인 오류에 해당된다. 왜냐하면 컬러 영상 장비에서 다루는 RGB는 시각의 RGB가 아니고 단지 코드에 불과할 뿐 아니라 균등색 공간(uniform color space)도 아니기 때문에 공학적인 계산은 의미가 없을 뿐만 아니라 부정확하기 때문이다. 또, 다른 색 공간의 응용에는 색감에 따른 색의 배열이나 배치(grouping)가 있다. 각종 산업 디자인에 흔히 쓰이고 있는 색감 즉, 따뜻한 색, 차가운 색 등의 배열이나 배치는 CIELAB 색 공간에서 좌표로 다룰 경우 개념이 분명해질 뿐만 아니라 정확성이 보장된다. 그러나 CIELAB 색 공간은 CIEXYZ 색 공간으로 변환한 다음 다시 RGB나 CMY 데이터로 변환해야 하는 필수적인 과정이 있다. 문제는 이러한 과정이 쉽거나 단순하지 않다는 데 있다. 이는 색 이론을 적용함으로써 해결할 수 있다. 자주 쓰이는 색 공간.
색 공간

RGB 색 공간. RGB 색 공간은 색을 혼합하면 명도가 올라가는 가산 혼합 방식으로 색을 표현한다. RGB 가산혼합의 삼원색은 빨강(Red), 녹색(Green), 파랑(Blue)을 뜻한다. RGBA은 RGB와 동일하며, 알파(Alpha)라는 투과도를 덧붙인 것이다. RGB 색 공간은 삼원색에 해당하는 세 가지 채널의 밝기를 기준으로 색을 지정한다. RGB 색 공간은 웹 색상 표현의 기본 원리이다. CMYK 색 공간. CMYK 색 공간은 인쇄과정에서 쓰이는 감산 혼합 방식으로, 흰 바탕에 네 가지 잉크의 조합으로 색을 나타내는 것을 말한다. 색을 혼합하면 명도가 낮아지기에 감산 혼합이라고 한다. CMYK는 인쇄에 쓰이는 4가지 색은 옥색(Cyan), 자홍색(Magenta), 노랑(Yellow), 검정(Black)을 뜻한다. HSV 색 공간. HSV 색 공간은 색상(Hue), 채도(Saturation), 명도(value)를 기준으로 색을 구성하는 방식이다. 감산 혼합이나 가산 혼합보다 색상의 지정이 직관적이기 때문에 시각 예술에서 자주 쓰인다. CIE 색 공간. CIE는 국제 조명 위원회()를 프랑스어식으로 표기한 준말이며, CIE 색 공간이란 컬러 매칭 실험을 통하여 생성된 R, G, B 데이터를 바탕으로 만들어진 CIEXYZ 색 공간과 CIELAB 색 공간, 그리고 CIELUV 색 공간이 대표적인 색 공간이다. 여기서 CIEXYZ 색 공간은 '균등 색 공간'이 아니어서, 이를 수식적으로 변환하여 만들어진 것이 CIELAB 색 공간과 CIELUV 색 공간이며, 이 두 색 공간은 색차를 계산할 때 비교적 정확한 계산이 이루어진다.
색 공간

여기서 '균등 색 공간'이란 '불균등 색 공간'의 대립 개념이며, 불균등 공간에서는 색상들을 나타내는 선, 채도들을 나타내는 선들이 일정하지 않고 불규칙하게 배열되기 때문에 색 공간에서 두 점의 거리 즉, 색의 차이를 계산하면 정확하지 않다. 전통적 색 공간. 초기 색 공간은 두 개의 성분을 갖고 있었다. 당시에는 청색광을 무시했다.
한국의 산맥

한국의 산맥(韓國-山脈)은 한반도에 있는 산맥을 지칭한다. 한국의 산맥은 고토 분지로의 지질학적 분류와 신경주의 산경표에 따른 수계학적 분류가 있다. 역사. 통일신라후기 도선(道詵, 827~898)의 옥룡기(玉龍記)에서는 '우리나라의 지맥은 백두산에서 일어나 지리산에서 그치는데, 그 산세는 뿌리에 물을 품은 나무줄기의 지형을 갖추고 있다.'(我國始干白頭終于智異 其勢水根木幹之地)며, 한반도를 한 그루의 나무에 비유하였다. 조선시대에 와서는 백두산을 국토의 조종(祖宗)으로 보고 도읍지를 국토의 중심(中心)으로 보는 관점이 자리잡았다. 신경준은 백두대간으로 대표되는 산경표 체계를 만들어 하천의 수계를 기준으로 산줄기를 분류하였다. 지질학적 분류. 다음은 일본인 지질학자 고토 분지로(1907)에 의한 분류이다. 그러나 국토연구원의 보고서(2004)에서는 고토 분지로의 산맥 체계를 한국의 지질 현황과 비교 분석하고, 한국의 지질과 단층과는 전혀 상관없이 산맥이 지나고 있다고 하여 위 산맥체계가 지질자료를 근거로 설정되었다는 주장을 받아들이기 어렵다고 결론 내렸다. 대표적으로 태백산맥은 중생대 대보 화강암, 경상 누층군, 신생대 연일층군 등이 서로 교차하는 지역을 관통한다. 산맥의 대부분은 한국의 단층선과는 전혀 무관하게 설정되어 있다.
한국의 명절

한국의 명절은 같은 한자 문화권에 속하는 중국·베트남·일본의 명절과 겹치는 날이 많다. 개요. 한자 문화권의 다른 명절처럼 중양(重陽)에 드는 때가 많다. 양(陽)이란 수(數)에서 홀수를 가리키며, 중(重)은 수가 겹칩을 뜻한다. 이에 따라 중양(重陽)은 1월 1일 및 3월 3일, 5월 5일, 7월 7일, 9월 9일을 가리키며, 특히 음력 9월 9일을 중양절이라 한다. 또한 보름달이 뜨는 날을 명절도 삼은 때도 역시 많아서 1월, 6월, 7월, 8월, 10월의 보름이 명절이다. 이와 같은 명절은 대개 보름마다 한 번씩 있는 절기(節氣)와는 구분되는 것으로 계절에 따라 뜻깊은 날을 정한 것이다. 그러나 오늘날에는 음력 1월의 설과 대보름, 음력 8월의 추석 외에는 대부분 명절의 의미를 잃어가고 있다. 이것은 농경사회에서 산업사회로 옮겨옴에 따라 생겨난 변화라고 할 수 있다. 목록. 아래는 한국의 명절 목록이다. 음력으로 기념되는 전통 명절과 양력이 도입되고 기념되는 명절 전부를 기재한다. 명절과 관련한 세시. 세시(歲時)가 명절과 관련을 가지기도 한다. 또한 설날과 복날, 납일을 아울러 세시복랍(歲時伏臘)이라고도 부른다. 명절 증후군. 명절 증후군의 대표적인 신체 증상으로는 소화불량, 구역감, 식욕 저하와 두통·어지러움 등의 신경계 증상 및 불안, 두근거림, 답답함, 불면, 초조, 걱정, 무기력감 등이 있다. 명절 이후에 이혼이 급증하는 현상이 있다.
한국의 명절

가족 내의 재산 분배나 경제적 문제가 이슈가 되면 첨예한 갈등이 표출될 수도 있다. ‘결혼 언제하니?’, ‘취직은 했니?’등 친지가 무심코 던진 말도 상처가 된다. 취업난, 실직 등의 경제적 어려움으로 더욱 과민해지고 가족 간 갈등이 증가하고 있어 명절증후군에 대한 세심한 주의가 필요하다. 실제로 명절 연휴가 끝나면 이혼이 많다.
한국의 강

한국의 하천은 분수령이 동해안 쪽으로 치우쳐 있어서 동해로 흘러드는 하천은 짧고 급류가 많으나, 서쪽 또는 서남쪽으로 흐르는 하천은 완만하고 길다. 대개 하천은 노년곡과 준평원상을 흘러 경사가 극도로 완만한 평형 하천을 이루며, 오랫동안의 침식으로 중류와 하류에 침식 분지와 범람원·자연제방 등이 발달하고, 상류에는 하안단구를 이루는 곳이 많다. 계절에 따른 강수량 분포가 고르지 못하여 우량의 변화가 매우 커서 하천의 개발 이용이 곤란하며 특히 하기의 집중적인 호우로 화강암 산지에서 풍화된 토사의 유출이 많아 이것이 하저에 퇴적되어 하상을 높여 잦은 홍수를 유발한다. 하천 구분. 대한민국에서 하천은 하천법에 의한 국가하천과 지방하천, 그리고 소하천정비법에 의한 소하천으로 구분하고 있다. 국가하천은 국토보전상 또는 대한민국 국민 경제상 중요한 하천으로, 국토교통부장관이 아래 사항 중 하나에 해당하면 국가하천으로 지정하여 관리하고 있다. 하천법 7조 2항 4호의 대통령령으로 정하는 하천은 다음 각 호의 사항을 고려하여 국토교통부 장관이 정하여 고시하는 기준에 해당하는 하천이다. 지방하천은 지방의 공공이해와 밀접한 관계가 있는 하천으로서 시장 또는 도지사가 그 명칭과 구간을 지정하는 하천을 말하며, 시장 또는 도지사가 하천을 관리한다. 지방하천을 지정할 때는 국가하천과 연결될 경우 국가하천의 종점과 지방하천의 기점이 일치해야 하며, 지방하천이 다른 지방하천과 연접할 경우 연접하는 다른 지방하천의 기점과 종점이 일치해야 한다.
한국의 강

또한 하나의 하천을 2개 이상의 명칭으로 지정할 수 없으며, 공유수면의 매립 등으로 해안선이 변경될 경우 하천의 종점이 변경된다. 만약 기존 지방하천이 국가하천으로 지정될 경우 지방하천의 효력을 잃게 된다. 소하천은 국가하천 또는 지방하천으로 지정되지 않은 하천으로, 일시적이 아닌 유수(流水)가 있거나 또는 있을 것이 예상되는 구역으로서 평균 하천 폭이 2m 이상이고 시점에서 종점까지 전체길이가 500m 이상인 하천을 말한다. 소하천은 국가하천과 지방하천과 달리 하천법의 적용을 받지 않으며 소하천 만을 다루는 소하천정비법을 따른다. 소하천의 지정은 특별자치도지사, 시장, 군수 또는 자치구 구청장이 할 수 있으며, 만약 기존 소하천을 특별시장, 광역시장, 도지사 또는 특별자치도지사가 지방하천으로 지정할 경우 소하천의 효력을 잃게 된다. 하천기본계획. 대한민국 하천법 25조에 따라 하천관리청은 자신이 관할하는 하천에 대해 대통령령으로 정하는 바에 따라 10년 단위로 하천기본계획을 수립해야 한다. 여기에 들어가는 내용은 하천 이용, 자연친화적 관리, 보전에 필요한 기본사항들이다. 구체적으로는 아래와 같다. 홍수. 2020년 8월 기준, 전국 홍수 피해의 98%는 소하천에서 발생한다. 2018년 12월 31일 기준, 지방하천 정비율은 48.07%이며 지방정부가 관리하는데 예산 부족으로 느리게 진행되고 있다. 2018-2019년 수해를 입은 하천 중 98.4%는 지방하천이었다. 2018년 12월 31일 기준 국가하천 정비율은 81.41%이다.
미적분학

미적분학(微積分學, )은 수학의 한 분야로 극한, 함수, 미분, 적분, 무한급수를 다루는 학문이다. 미분은 도함수라는 정의역에서 미소한 차이에 대한 함수값의 차이 값의 비를 구한다. 그 값은 곡선의 기울기로 해석한다. 또 넓이, 부피, 길이 등은 곡선으로 제한된다. 여기서 "곡선"은 직선을 의미할 수도 있으므로 주의해야 한다. 또 극한을 구하는 과정을 유도하는 무한 과정 또는 궁극점(일반적으로 구하는 값)에 접근해 가는 것과 관련이 있다. 이 2가지 방법은 수학적 해석학의 토대가 되고 있다. 기하학이 모양에 중심을 둔 학문이고 대수학이 연산에 대한 수학이라면, 미적분학은 변화에 중점을 둔 수학이다. 미적분학은 크게 2개의 분야로 분류되는데, 미분과 적분이 바로 그것이다. 미분은 미소적인 변화를 다루는 분야이고, 적분은 미소적인 양의 집적을 다루는 분야이다. 미분의 기하학적 의미를 보면, 특정 함수 그래프의 어떤 점에서 접선, 혹은 접평면을 구하는데 필요한 연산이다. 더 일반적으로, 미분은 원래는 어렵게 정의된 함수를 선형근사해서 다루기 쉬운 형태로 바꾸어 파악하려는 목적을 가지고 있다. 미분은 선형사상이 된다. 그래서 선형 대수학에서 미분가능한 함수들의 선형공간을 다룰 때 중요한 선형사상으로 여겨진다. (단, 다변수 함수의 미분을 선형사상으로 취급하는 방식은 20세기에 들어서부터 확립됐다.) 미분방정식은 이런 사고의 자연스러운 연장 선상에 있다.
미적분학

적분은 기하학적으로 보면, 곡선 또는 곡면과 좌표축으로 둘러싸인 영역의 면적을 구하는 것에 해당된다.(단, 이때는 절댓값 기호를 씌워서 곡선 또는 곡면을 x축위로 꺾어올렸을때의 상태이다.)(실제 적분의 기하학적인 의미는 y좌표, 즉 길이들의 합이다.) 그러나 적분의 의미는 오랫동안 확실하게 파악되지 못하고 있었다. 적분의 확실한 정의를 내린 사람은 베른하르트 리만이 최초이다. 리만이 생각한 적분을 정식화한 것을 리만 적분이라고 한다. 적분 또한 선형사상이다. 미분과 적분은 완전히 별개의 개념이지만, 밀접한 연관성을 갖는다. 변수가 하나인 경우, 하나가 나머지의 역연산이 된다. 이를 미적분학의 기본정리라고 부른다. 역사. 고대 시기. 적분을 이끌어내기 위한 몇 가지 아이디어들은 고대에서부터 시작됐지만 이 시대의 방법들은 수학적으로 엄밀하지도 않고 체계적이지 않았다. 모스크바 수학 파피루스(Moscow mathematical papyrus)에서 적분의 목표 중 하나인 부피계산법들이 나와있으나 이것들은 방법으로서 설명이 부족하고 몇 가지는 틀렸다. 고대 그리스에서는 크니도스의 에우독소스(Eudoxus)가 극한의 개념과 유사한 문제의 철저 검토법을 사용했고 아르키메데스는 이 방법을 발전시킨 발견적 교수법이라는 적분과 비슷한 방법을 만들었다. 중국에서는 유휘가 3세기에 원의 넓이를 구하기 위해 크니도스의 에우독소스와 같은 방법을 발명하였다. 중세 시기. 14세기에 인도의 수학자들은 일부 삼각함수에 적용할 수 있는 미분과 비슷한 엄격하지 않은 방법을 제시했다.
미적분학

Sangamagrama의 Madhava및 Kerala 천문학 및 수학 학교 에서는 미적분학의 구성 요소를 명시했다. 이러한 구성요소를 포괄하는 완전한 이론은 이제 서구 세계에서 "Taylor 계열" 또는 "무한 계열 근사"로 잘 알려져 있다.. 근대 시기. 프랑스 수학자 피에르 드 페르마는 무한소 오차항이 있어도 등호가 성립된다는 것을 보여주는 adequality 개념을 소개했으며, 미분해서 0이 되는 곳을 구하여서 극대 극소를 찾는 법을 만들었다. 아일랜드 수학자 제임스 그레고리(James Gregory)이 미적분학의 핵심 정리인 미적분학 기본정리의 증명을 출판하였으며, 영국 수학자 아이작 배로(Issac Barrow)가 좀 더 일반적인 경우를 증명하였다. 무한소 미적분과 유한차 미적분의 결합은 두 번째 미적분학 기본정리가 증명되고 2년이 지나서 존 월리스(John Wallis), 아이작 배로(Issac Barrow)와 제임스 그레고리(James Gregory)에 의해 1670년경에 완성됐다. 이후 고트프리트 라이프니츠, 아이작 뉴턴이 당시 알려져 있던 미적분학을 좀 더 체계화하고 발전시켰다. 아이작 뉴턴은 그가 수리물리학 문제를 풀 때 사용했던 이상한 형태의 곱의 미분법, 연쇄법칙, 고계도 미분계수의 개념, 테일러 급수와 해석함수를 공개했다. 하지만 그가 출판물로 낼 때는 그 시대의 수학적 표현방법에 맞게 그의 아이디어와 동등한 의미를 지니는 기하적 표현으로 그의 아이디어를 적어냈다. 뉴턴은 그의 책 자연철학의 수학적 원리에서 거론한 행성의 운동, 회전하는 유체 표면의 모양, 지구의 편평도, 사이클로이드에서 미끄러지는 물체의 운동 같은 문제들을 푸는 데 미적분을 사용했다.
미적분학

뉴턴은 미적분과 함께 함수의 급수를 실수의 범위로 확장했고 테일러 급수의 원칙들을 이해하고 있었다. 하지만 그는 그가 이뤄낸 모든 발견을 출판하지는 않았고 이 시대에 무한소를 이용한 방법은 여전히 평이 좋지 않았다. 그의 아이디어들은 뉴턴이 자신을 표절했다고 고소한 고트프리트 라이프니츠에 의해서 참된 무한소 미적분으로 체계화됐다. 뉴턴은 그를 표절자로 여겼지만, 현재는 그도 독립적으로 얻은 것임이 밝혀졌다. 그는 무한소를 다루는 규칙들을 명확하게 정리했고 2계도 이상의 미분을 가능하도록 해줬으며 곱의 미분법과 연계법칙을 미분 적분 형태로 모두 만들었다. 앞에서 말했듯이 뉴턴과 라이프니츠는 모두 미적분학에 기여한 자로 인정받고 있다. 하지만 둘의 미적분의 성격은 다르다. 뉴턴은 미적분을 물리학에서 활용한 첫 번째 사람으로, 라이프니츠는 오늘날 사용하는 미적분 표기법의 대부분을 만든 사람으로 여겨진다. 또 라이프니츠는 뉴턴과는 달리 형식을 중시해서 알맞은 표현법을 만들어내는데 며칠을 쓰는 일도 종종 있었다고 한다. 두 사람의 미적분에서 규정한 기본적인 사항들로는 미분과 적분의 법칙들, 2계도 이상에서의 미분, 다항 함수 급수의 근사에 대한 개념들이 있다. (뉴턴과 라이프니츠 이전에 미분과 적분이 역관계라는 미적분학의 기본정리들은 이미 알려져 있었다.) 라이프니츠가 그의 결과를 발표하고 뉴턴이 그의 아이디어에 대해서 권리를 주장하자 수학자들 사이에서는 어떤 사람을 우선권자로 인정을 해야 하느냐는 주제로 큰 논란이 일었다. 뉴턴이 최초로 결과를 이끌어 낸 사람이지만 출판을 한 것은 라이프니츠가 처음이었기 때문이다.
미적분학

뉴턴은 라이프니츠가 자신이 출판하지 않고 왕립학회에서 공유한 노트들에서 아이디어를 훔쳤다고 주장했다. 이 논란 때문에 영국 수학자들과 유럽 대륙의 수학자들이 오랫동안 갈라지게 되고 이는 영국 수학에 큰 손실을 초래했다. 현재는 뉴턴과 라이프니츠의 논문에 대한 면밀한 조사 덕분에 그들이 독립적으로 결론을 이끌어 냈다는 것이 밝혀졌다. 라이프니츠는 적분에서부터 뉴턴은 미분에서부터 시작해서 결과를 도출해냈다. 이 시대 이후에 수많은 수학자들이 미적분학 발전에 크게 공헌했다. 첫 번째로 가장 성공적이었던 업적 중 하나로 마리아 아녜시가 1748년에 쓴 무한과 유한 분석이 있다. 기초. 미적분학에서 기초(foundations)는 정확하고 엄밀한 공리와 정의들의 발전을 말한다. 초기 미적분학에서 사용한 무한소는 엄밀하지 않은 것으로 생각되었기에 많은 수학자들에게 특히 미셸 롤과 조지 버클리(George Berkeley)에게 맹렬하게 비난 받았다. 버클리는 그가 1734년에 출판한 《해석학자》()라는 책에서 무한소를 ‘사라진 값들의 유령’()이라고 묘사했다. 미적분학의 엄밀한 기초를 도출해내는 일은 여러 수학자들이 제공했고 오늘날까지도 연구활동이 있는 분야다. 콜린 매클로린(Colin Maclaurin)을 포함한 다수의 수학자들이 무한소의 사용이 정당하는 것을 증명하려고 시도했지만 그것은 150년이 지나서야 오귀스탱 루이 코시와 카를 바이어슈트라스에 의해서 증명됐고 무한소의 의미가 극히 작은 값이라는 관념을 막을 방법을 찾았다. 이것이 미분과 적분을 위한 기초를 놓았다.
미적분학

코시의 필기에서 무한소의 형태로 적혀진 연속의 정의와 극한의 (ε-δ) 정의의 원형 등의 기초에 접근하기 위한 다양한 방법을 찾을 수 있다. 코시의 업적에서 바이어슈트라스는 극한의 정의를 공식화 시키고 무한소의 개념을 없애버린다. 바이어슈트라스의 작업에 따라서 미적분학은 무한소가 아닌 극한에 기초하는 것이 일반적이게 됐다. 베른하르트 리만은 바이어슈트라스의 개념을 사용해서 적분의 정확한 개념을 만들었다. 그리고 이 발견의 기간 동안 미적분학의 아이디어들은 유클리드 공간과 복소평면에서 일반화됐다. 현대 수학에서 미적분학의 기초는 미적분학의 정리에 대한 완전한 정의와 증명들을 포함하는 실해석 분야에 포함되어 있고 미적분학의 범위는 엄청나게 확대됐다. 앙리 르베그는 측도론을 만들어서 거의 모든 함수에서 적분을 가능하게 했다. 로랑 슈바르츠는 어떤 함수도 미분시킬 수 있는 분포 이론을 만들었다. 일반적으로 극한의 개념을 미적분학의 기초로 두지만 극한이 미적분학의 기초에 대한 유일한 접근법은 아니다. 에이브러햄 로빈슨(Abraham Robinson)의 비표준해석학이 대안책이다. 1960년대에 만들어진 로빈슨의 접근법은 미적분학 초창기에 사용했던 개념인 무한소와 무한수로 실수체계를 늘린 체계를 사용한다. 그 결과로 나온 수를 초실수라고 부른다. 초실수는 미적분학의 일반적인 법칙들을 라이프니츠의 방식처럼 이끌어 낼 수 있다. 함수. 함수의 정의. 함수 formula_1 란 집합 formula_2안에 있는 원소 formula_3가 집합 formula_4에 있는 정확히 한 원소, formula_5에 대응되는 규칙을 말한다.
미적분학

여기서 집합 formula_2는 정의역이라하고 formula_4는 공역이라고 한다. 또한 정의역에 있는 임의의 수를 나타내는 기호를 독립변수, 공역에 있는 원소를 나타내는 기호를 종속변수라고 한다. 함수의 표현방법. 함수를 표현하는 방법에는 말로 설명하는 방법, 표를 이용하는 방법, 그래프를 이용하는 방법, 대수학적 식으로 표현하는 방법 등이 있다. 극한. 극한의 정의. formula_8는 formula_3가 formula_10로 다가갈 때 formula_11가 formula_12로 다가간다는 것이다. 극한에는 좌극한과 우극한이 존재하는데 좌극한이란 formula_13가 formula_10보다 작은 곳에서 formula_10로 다가갈 때 formula_11가 다가가는 값을 의미하고 우극한은 반대로 formula_17가 formula_18보다 큰 곳에서 다가간다. 좌극한과 우극한은 기호로 각각 formula_19, formula_20라고 표시한다. 극한값이 formula_12라는 것과 좌극한과 우극한 모두 formula_12라는 것은 필요충분조건이다.formula_23는 formula_3가 formula_10로 다가갈 때 formula_26는 무한히 커진다는 것이고 formula_27는 무한히 작아진다는 것이다. 엡실론-델타 논법. 극한의 더 정확한 수학적 정의는 엡실론-델타 논법이다. formula_8는 모든 양수 formula_29에 대해 만약 formula_30 면 formula_31인 formula_32가 존재한다는 것이다. 이 말을 기호로 나타내면 다음과 같다. 이 방법을 이용하여 여러 가지 극한들을 정의하면 다음과 같다. 극한의 성질. formula_46가 상수이고 formula_47 와 formula_48가 존재할 때 다음 성질들을 만족한다. 연속. 함수 formula_26가 formula_68에서 연속. formula_69에서 정의된 함수 formula_26가 다음의 조건을 만족할 때 formula_26는 formula_68인 점에서 연속이라고 한다. (formula_73) 함수 formula_26가 연속.
미적분학

함수 formula_26가 정의역에 존재하는 모든 formula_3에서 연속일 때, formula_26는 연속함수라고 한다. 정의역 이외의 formula_3에 대해서 불연속이더라도, 함수의 연속성에는 영향을 미치지 않는다. 예를 들어, formula_84은 formula_85 이외의 모든 점에서 연속이다. formula_85에서는 함숫값이 정의되지 않아 불연속이지만, formula_87은 정의역에 있지 않는 수이므로 함수 formula_26는 연속함수이다. 균등연속(Uniform Continuity). 함수 f(x)가 모든 정의역에서 연속이면, 정의역의 모든점 formula_89에 대해서 ε-δ 논법에 의해 모든 ε>0에 대해 0 0이 존재한다. 만약 모든 formula_89에 대해서 δ가 같다면, 즉, δ가 formula_89에 변화에 따르지 않고 오직 ε의 변화에만 따른다면, 이 함수 f(x)가 균등연속(Uniformly continuous)이라고 한다. 제거 가능한 불연속성. 함수 f(x)가 formula_94에서 불연속이지만 formula_95를 적절히 정했을 때 연속이 될 수 있다면, formula_26는 formula_94에서 제거 가능한 불연속성을 지닌다고 표현한다. 예를 들어 formula_98라면, formula_85인 점에서 함숫값이 정의되지 않아 불연속이다. 그러나 formula_100로 극한값이 존재하므로 만약 formula_101로 함숫값을 정하면 불연속성이 제거될 수 있다. 따라서 함수 formula_26는 x=0인 점에서 제거 가능한 불연속성을 지닌다. 미분. 도함수. 그래프 formula_103에서 점formula_104을 통과하는 접선은 기울기 formula_105를 가진다. 여기서 formula_106라고 하면 formula_107가 된다. 함수 formula_5의 도함수 formula_109란 formula_110를 의미한다. 도함수 표현법에는 formula_111 등이 있다. 도함수를 한번 더 미분한 것을 이계도함수라고 한다.
미적분학

이계도함수의 표현법에는 formula_112 등이 있다.이계도함수를 또 한번 더 미분한 것을 삼차도함수라고 하고 이것은 formula_113 등으로 표현한다. formula_114를 formula_115번 미분한 것은 formula_116 등으로 표현한다. 미분 가능성. 함수 formula_1가 formula_18에서 미분 가능하다는 말은 formula_119가 존재한다는 것이다. 구간formula_120에서 미분가능하다는 말은 구간 내의 모든점에서 미분가능하다는 것이다. 함수 formula_114가 점 formula_18에서 미분 가능하다는 말은 formula_18에서 연속하다는 것이다. 미분 불가능한 경우에는 좌미분계수formula_124와 우미분계수formula_125값이 다르거나 불연속하거나 수직 접선을 가지고 있다는 것이다. 수직접선이란 formula_126일 때 formula_10에서 수직 접선을 가진다는 것이다. 미분의 성질. formula_46는 상수이고 formula_58는 미분 가능할 때 다음을 만족한다. 삼각함수의 미분. formula_137이다. 이것을 이용하여 삼각함수의 미분을 할 수 있다. 삼각함수들의 미분은 다음과 같다. 연쇄법칙. formula_144가 formula_3에서 미분가능하고 formula_1가 formula_147에서 미분가능하면 formula_148는 formula_13에서 미분가능하고 formula_150로 표현된다. 이것을 다른방식으로 표현하면 formula_151와 formula_152가 미분가능한 함수면 formula_153이다. 음함수 미분법. 일반적으로 함수는 formula_154로 표현된다. 하지만 formula_155 나 formula_156와 같이 표현되는 음함수도 존재한다. 이런 함수를 미분할 때는 이 함수를 formula_103형태로 바꿀 필요 없이 음함수 미분법을 사용하면 된다. 이 방법은 양변을 모두 formula_3에 대하여 미분을 한 뒤, formula_159에 대한 방정식을 풀면 된다. 예를 들어 formula_155는 양변을 formula_3로 미분하면 formula_162가 돼서 formula_163가 된다.
미적분학

지수, 로그 함수의 미분. 지수함수 formula_164를 정의를 이용해 미분하면 formula_165이다. 이때 formula_166이므로 formula_167이다. 이때 formula_168이 되는 formula_18를 formula_170라고 한다. 즉, formula_171이고 formula_172이다.formula_173일 때, formula_174라고 정의한다. 이때 formula_10를 밑이라고 하는데 밑이 formula_170 인 로그를 자연로그라고하고 formula_177라고 표현한다. 즉, formula_178이다. formula_179를 formula_180임을 이용하여 미분하면 formula_181임을 알 수 있다. 이 자연로그의 미분을 이용하여 일반적인 밑을 가지는 지수, 로그 함수의 미분을 구하면 다음과 같다. 적분. 역도함수(부정적분). 모든 formula_184에 대하여 formula_185일 때 함수 formula_186를 구간 formula_187에서의 formula_1의 역도함수(부정적분)라고 한다. 여기서 F가 f의 부정적분이면 일반적으로 F+C도 f의 부정적분이다. 여기서 C는 임의의 상수이다. 정적분. 함수 f가 구간 [a,b]에서 정의된 연속함수 일 때, 구간 [a,b]를 동일한 n개의 폭 formula_189으로 분할하여, 이 n개의 부분구간들의 끝점들을 formula_190이라하자. formula_191에 속하도록 표본점 formula_192을 잡자. 이 때 formula_193가 존재하면, 그 값을 a로부터 b까지의 f의 정적분formula_194이라고 하고, 함수 f는 구간 [a,b]에서 적분 가능하다고 한다. 이 때 표본점은 각구간의 끝점 또는 중점으로 잡는다. 일반적으로 함수f가 구간 [a,b]에서 유한개의 불연속점을 가지면 f가 구간[a,b]에서 적분 가능하다. 정적분의 성질. 1. formula_1952. formula_196 (단, formula_46는 임의의 실수)3. formula_1984. formula_199 5.
미적분학

formula_200인 formula_3에 대해서 formula_202이면 formula_203이다. 6. formula_200인 formula_3에 대해서 formula_206이면 formula_207이다. 7. formula_200인 formula_3에 대해서 formula_210이면 formula_211이다. 8. formula_212이면 formula_213 미적분학의 기본정리. 함수 formula_1가 구간 formula_215에서 연속이면, formula_216, formula_200로 정의된 함수 formula_218는 formula_215에서 연속이고 formula_220에서 미분가능하며, formula_221이다. 함수 formula_1가 닫힌 구간 formula_215에서 연속이면, formula_224이다. 여기에서 formula_186는 formula_1의 임의의 역도함수, 즉 formula_227이다. 치환 법칙. 함수 formula_152가 미분 가능하고, 그 치역이 구간 I이며 함수 f가 구간 I에서 연속이면, formula_229이다. 정적분에 대해 변형시키면, 함수 g'이 [a,b]에서 연속이고, 함수 f가 formula_152의 치역에서 연속이면, formula_231이다. 부분적분법. 두 미분가능한 연속 함수 formula_26와 formula_147에 대해서, 적분 구간이 formula_234 일 때, 부분적분법은 다음과 같이 표현할 수 있다. 이때 우변의 첫째 항은 다음을 나타낸다. 이 법칙은 다음과 같이 미분의 곱셈 법칙과 미적분학의 기본정리로 증명할 수 있다. 부정적분의 경우에는 다음과 같다. 또는, 짧게 줄여서 다음과 같이 표현하기도 한다. 여기서, formula_239이고, formula_240이다. 넓이. [a,b]안의 모든 x에 대하여 f,g가 연속이고, formula_26≥formula_147일 때, 곡선formula_154,formula_244와 직선 formula_68,formula_246로 둘러싸인 영역의 넓이 A는 formula_247로 정의된다. 부피. S를 formula_68와 formula_246에 놓인 입체도형이라 하자.
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x를 지나고 x축에 수직인 평면 Px에 있는 S의 절단면의 넓이가 A(x)이고, A가 연속이라면 S의 부피(V)는 formula_250이다. 회전체의 경우, 위의 방법으로는 부피를 구하기 어려운 경우가 많다. 회전체의 부피의 경우, 아래와 같은 방법을 이용한다. 곡선 formula_154와 formula_68및 formula_246로 둘러싸인 영역을 formula_254축을 둘레로 회전시킬 때 생기는 회전체의 부피는 다음과 같다. formula_255 속도와 거리. 수직선 위를 움직이는 점 P의 시각 formula_256에서의 속도가 formula_257이고, 시각 formula_258에서의 위치가 formula_89일 때, 다음이 성립한다. 좌표평면 위를 움직이는 점 P의 시각 formula_256에서의 위치 formula_270가 formula_271, formula_272일 때, 시각 formula_258에서 formula_264까지 점 P가 움직인 거리 s는 다음과 같다. formula_275 곡선 formula_271, formula_272 formula_278의 겹치는 부분이 없을 때 길이 formula_279은 다음과 같다. formula_280 곡선 formula_154 formula_282의 길이 formula_279은 다음과 같다. formula_284 급수. 급수(級數)란 수학에서 수열들의 각 항의 합을 의미한다. 즉, 급수란 여러 수들의 합연산으로 표현된다. 급수의 예로는 아래와 같은 등차수열의 합이 있다. 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + ... + 99 + 100 급수에 더해지는 각 항들이 어떤 공식이나 알고리즘에 의해 표현되는 경우도 있다. 난수들로 이루어진 급수도 생각할 수 있다. 급수는 유한 급수와 무한급수로 나눌 수 있다. 유한 급수의 경우 기초적인 대수학의 법칙들만 사용하여도 그 값을 구할 수 있다. 하지만 무한급수는 그 정확한 합을 구하기 위해서는 해석학의 여러 정리들이 필요하다.
미적분학

예를 들어 등차수열들의 합으로 이루어진 급수의 경우, 다음과 같이 나타낼 수 있다.formula_285 등비수열의 합으로 이루어진 급수의 경우, 다음과 같이 나타낼 수 있다.formula_286 무한급수. formula_287 무한급수는 위의 formula_288, 즉 급수의 부분합으로 이루어지는 수열의 극한값으로 생각한다. formula_115이 무한대로 갈 때, 그 극한이 유한한 값을 갖는다면 이 급수가 수렴한다고 한다. 만약 이 값이 무한하거나 존재하지 않는다면, 이 급수는 발산한다고 한다. 무한급수의 수렴을 판정하는데는 비교판정법, 적분판정법, 일반항판정법, 멱근판정법, 비율판정법 등이 있다. 멱급수. 주어진 수열 formula_290와 변수 formula_3에 대해서 formula_292를 수열 a로부터 얻은 멱급수라고 부른다. formula_293가 존재한다고 하자. 이때, 이 수열의 멱급수는 formula_294일 때 수렴한다. 테일러 급수. 원점 formula_87을 포함하는 구간I에 대해서 정의된 n번 미분가능한 함수 f:I→R 에 대하여formula_296 formula_1의 formula_115차 근사 다항식이라하고,formula_299 를 formula_115차 테일러 나머지 항이라고 하자.그리고 원점 근방에서 정의된 무한번 미분 가능한 함수 formula_26에 대하여 멱급수 formula_302 를 formula_1의 테일러 급수라고 한다. 테일러 급수가 원래 함수에 수렴할 필요충분조건은 formula_304 이다. 교육. 세계의 여러 나라에서 미적분학을 가르치고 있다. 대한민국. 대한민국에서는 고등학교의 "수학 II" 과목과 "미적분" 과목에서 미적분학을 배운다.
아미노산

아미노산은 아미노기(생물학적 조건에서 양성자화된 −NH3+ 형태), 카복실기(생물학적 조건에서 탈양성자화된 −COO− 형태), 특정한 곁사슬(R기)를 가지고 있는 유기 화합물이다. 모든 아미노산에 존재하는 원소는 탄소(C), 수소(H), 산소(O), 질소(N)이다. 또한 황(S)은 시스테인과 메티오닌의 곁사슬에 존재하고, 셀레늄(Se)은 덜 일반적인 아미노산인 셀레노시스테인의 곁사슬에 존재한다. 2020년을 기준으로 500가지 이상의 자연적으로 생성되는 아미노산들이 존재한다. 이 중 일부는 단백질을 비롯한 펩타이드의 단량체 단위를 구성하는 것으로 알려져 있지만 유전 부호에는 22가지의 α-아미노산만 나타나며 그 중 20가지는 고유한 지정된 코돈을 가지고 있고, 나머지 2가지(모든 진핵생물에 존재하는 셀레노시스테인과 일부 원핵생물에 존재하는 피롤리신)는 특수 코딩 기전을 가지고 있다. 아미노산은 핵심적인 구조 작용기의 위치에 따라 알파-아미노산(α-아미노산), 베타-아미노산(β-아미노산), 감마-아미노산(γ-아미노산) 또는 델타-아미노산(δ-아미노산)으로 분류할 수 있다. 다른 분류 범주는 극성, 이온화 및 곁사슬 작용기의 유형(지방족, 비고리형, 방향족, 하이드록실기 또는 황의 함유 여부 등)과 관련된다. 사람의 근육 및 기타 조직에서 단백질의 형태로서의 아미노산 잔기들은 두 번째로 큰 구성 성분(물이 가장 큼)을 차지한다. 아미노산은 단백질의 잔기로서의 역할 외에도 신경전달물질 운반, 생합성과 같은 여러 과정들에 관여한다.
아미노산

이는 지구 상의 생명체의 출현을 가능하게 하는 데 핵심적인 역할을 한 것으로 생각된다. 아미노산은 그림에 표시된 가상의 "중성" 구조의 관점에서 IUPAC-IUBMB 생화학 명명 공동 위원회에 의해 공식적으로 명명되었다. 예를 들어 알라닌의 계통명은 화학식 에 기반한 2-아미노프로판산이다. IUPAC-IUBMB 생화학 명명 공동 위원회는 이러한 접근 방식을 다음과 같이 정당화했다. 역사. 1800년대 초에 몇몇 아미노산들이 최초로 발견되었다. 1806년에 프랑스의 화학자 루이니콜라 보클랭과 피에르 장 로비케는 아스파라거스로부터 화합물을 분리하였는데, 이 화합물은 최초로 발견된 아미노산이었으며 아스파라긴으로 명명되었다. 시스틴은 1810년에 발견되었지만 시스틴의 단량체인 시스테인은 1884년에 이르러서야 발견되었다. 1820년에는 글리신과 류신이 발견되었다. 20가지 표준 아미노산들 중 마지막으로 발견된 아미노산은 트레오닌으로 1935년에 윌리엄 커밍 로즈가 발견하였다. 로즈는 또한 필수 아미노산을 결정하고 최적의 생장을 위한 모든 아미노산들의 최소 일일 요구량을 설정했다. 아미노산들의 화학적 범주의 단일성은 1865년에 샤를 아돌프 뷔르츠에 의해 인식되었지만 그는 이것에 대해 특별한 명칭을 부여하지 않았다. 영어에서 "아미노산()"이라는 용어가 처음으로 사용된 것은 1898년부터이며 독일어에서 "아미노산()"이라는 용어는 영어에서보다 더 일찍 사용되었다. 단백질이 효소적으로 소화되거나 산성 가수분해되면 아미노산으로 분해된다는 것이 밝혀졌다.
아미노산

1902년에 에밀 피셔와 프란츠 호프마이스터는 각각 독립적으로 단백질이 많은 아미노산들로부터 형성되며, 이 과정에서 한 아미노산의 아미노기와 다른 아미노산의 카복실기 사이에 결합이 형성되어 선형 구조를 생성한다고 제안했다. 피셔는 이 선형 구조를 "펩타이드"라고 명명했다. 일반 구조. 그림에 표시된 구조에서 R은 각 아미노산의 특정한 곁사슬을 나타낸다. 카복실기 옆에 있는 탄소 원자를 α-탄소라고 한다. α-탄소에 직접적으로 결합된 아미노기를 가지고 있는 아미노산을 α-아미노산이라고 한다. 여기에는 2차 아민인 프롤린과 하이드록시프롤린이 포함된다. 과거에는 종종 이미노산이라고 불렸는데 이는 이민 부분()을 포함하지 않기 때문에 부적절한 명칭이다. 이성질체. 일반적인 천연 형태의 아미노산은 아미노기(, 프롤린의 경우 )와 카복실기()가 동일한 α-탄소 원자에 결합되어 있기 때문에 α-아미노산이다. 비카이랄성인 글리신을 제외하고 천연 아미노산은 L-입체배치를 가지고 있으며 리보솜에서 번역되는 동안 단백질에서 발견되는 형태는 L-아미노산이다. 아미노산의 입체배치에 대한 L 및 D 규칙은 아미노산 자체의 광학 활성을 따른 것이 아니라 이론산 그 아미노산이 합성될 수 있는 글리세르알데하이드의 이성질체의 광학 활성을 따른 것이다. D-글리세르알데하이드는 우선성, L-글리세르알데하이드는 좌선성이다. 다른 규칙은 ("S") 및 ("R") 지정자를 사용하여 절대배치를 지정하는 것이다.
아미노산

단백질의 거의 모든 아미노산은 α-탄소에 ("S")가 있고, 시스테인은 ("R")이며, 글리신은 카이랄성이 아니다. 시스테인은 다른 아미노산들과 동일한 기하학적 위치에 곁사슬을 가지고 있지만, "R"/"S" 용어는 칸-인골드-프렐로그 순위 규칙에 의해 곁사슬에 더 높은 우선 순위를 부여하는 카복실 산소에 비해 황의 원자 번호가 더 높디 때문에 반대이다. 대부분의 다른 곁사슬에 있는 원자들은 카복실기에 비해 우선 순위가 낮다. 드물게 D-아미노산 잔기가 단백질에서 발견되며 번역 후 변형으로 L-아미노산으로부터 전환된다. 곁사슬. 아미노산은 아미노기의 질소 원자가 카복실기 탄소 옆의 탄소 원자인 α-탄소에 결합될 때 α-아미노산으로 지정된다. 아미노산을 분류하는 방법에는 여러 가지가 있다. 그러나 이들은 종종 이 섹션의 머리 부분에 있는 그래픽에 묘사된 것처럼 곁사슬의 극성에 따라 분류된다. 이 단락 아래의 모든 경우에서 formula_1값(있는 경우)은 단백질의 아미노산 잔기로서 작용기의 이온화를 나타낸다. 이는 유리 아미노산(생화학적 중요성이 거의 없음)에 대한 formula_1값이 아니다. 지방족 곁사슬. 여러 곁사슬들은 H와 C만 가지고 있으며 이온화되지 않는다. 해당하는 아미노산들은 다음과 같다(괄호 안에 세 문자 약어 및 한 문자 약어 포함). 극성 중성 곁사슬. 두 가지 아미노산은 곁사슬에 하이드록실기를 포함하고 있다. 이들은 정상적인 조건에서 이온화되지 않지만 세린은 세린 프로테에이스에 의한 촉매 작용 동안 탈양성자화된다.
아미노산

이것은 심하게 교란되는 예이며 일반적인 세린 잔기의 특징은 아니다. 트레오닌은 2개의 카이랄 중심을 가지고 있는데 이는 카이랄성이 아닌 글리신을 제외한 모든 아미노산들이 공유하고 있는 α-탄소의 L(2"S") 카이랄 중심 뿐만 아니라 β-탄소의 (3"R") 카이랄 중심을 가지고 있다. 전체 입체화학적 사양은 L-트레오닌(2"S",3"R")이다. 아마이드 곁사슬. 다음의 2가지 아미노산은 아마이드 곁사슬을 가지고 있다. 이러한 곁사슬은 정상 범위의 pH에서 이온화되지 않는다. 황 함유 곁사슬. 다음의 2가지 아미노산의 곁사슬에는 황 원자가 포함되어 있으며, 그 중 하나는 정상 범위(formula_1로 표시됨)에서 이온화되고 다른 하나는 이온화되지 않는다. 방향족 곁사슬. 다음의 세 가지 아미노산은 곁사슬에 방향족 고리를 가지고 있다. 이 중 티로신은 정상 범위에서 이온화되며, 다른 2가지는 이온화되지 않는다. 음이온 곁사슬. 두 가지 아미노산은 보통의 pH에서 음이온인 곁사슬을 가지고 있다. 이러한 아미노산은 보통 카복실산으로 같이 지칭되지만 가장 적절한 pH 값에서 탈양성자화되기 때문에 보다 정확하게는 카복실산염()이라고 한다. 음이온성 카복실산염 작용기는 포유류의 위에서와 같이 pH가 매우 낮은 환경에서 작용하는 펩신과 같은 효소를 제외하고 모든 환경에서 브뢴스테드 염기로 작용한다. 양이온 곁사슬. 중성 pH에서 양이온인 곁사슬을 가지고 있는 3가지 아미노산이 있다(히스티딘에는 양이온 및 중성 형태가 모두 존재한다.).
아미노산

이들은 일반적으로 염기성 아미노산이라고 불리지만, 이 용어는 오해의 소지가 있다. 히스티딘은 중성 pH에서 브뢴스테드산과 브뢴스테드 염기로 작용할 수 있으며, 리신은 브뢴스테드 산으로 작용하며, 아르기닌은 고정된 양전하를 가지며 중성 조건에서 이온화되지 않는다. 히스티디늄(histidinium), 리스늄(lysinium), 아르기니늄(argininium)이라는 명칭이 구조에 대한 더 정확한 명칭이지만 기본적으로 통용되지 않는다. β-아미노산 및 γ-아미노산. 구조의 아미노산들, 예를 들어 β-알라닌, 카르노신 및 몇 가지 다른 펩타이드들의 구성 성분은 β-아미노산이다. 의 구조를 갖는 것은 γ-아미노산이고, 여기서 X와 Y는 2개의 치환기(그 중 하나는 일반적으로 H임)이다. 양쪽성 이온. 수용액의 적당한 pH에서 아미노산은 양쪽성 이온으로 존재하는데, 즉 하전된 상태에서 –와 –가 둘 다 있는 쌍극자 이온으로 존재하므로 전체 구조는 이다. 생리학적 pH에서 소위 "중성 형태"인 는 측정 가능한 정도로 존재하지 않는다. 실제 구조에서 두 개의 전하를 합하면 0이 되지만 순 전하가 0인 화학종을 "하전되지 않았다"라고 하는 것은 잘못된 것이다. 매우 낮은 pH(pH 3 미만)에서 카복실기는 양성자화되고 구조는 이 된다. 이것은 포유류의 위 및 리소좀과 같은 산성 환경에서 활성인 펩신과 같은 효소와 관련이 있지만 세포 내 효소에는 크게 적용되지 않는다. 매우 높은 pH(pH 10 초과, 생리학적 조건에서는 일반적으로 볼 수 없음)에서 아미노기는 탈양성자화되어 를 생성한다.
아미노산

산과 염기에 대한 다양한 정의가 화학에서 사용되지만 수용액에서 유용한 유일한 정의는 브뢴스테드의 정의이다. 브뢴스테드의 정의에 따르면 산은 다른 화학종에게 양성자를 줄 수 있는 화학종이고 염기는 양성자를 받을 수 있는 화학종이다. 이 기준은 위의 그림에서 그룹에 라벨을 지정하는데 사용된다. 아스파르트산과 글루탐산은 브뢴스테드 염기로 작용하는 주요 그룹이며, 이들을 산성 아미노산(C 말단과 함께)이라고 언급하는 것은 완전히 잘못된 것이며 오해의 소지가 있다. 마찬가지로 소위 염기성 아미노산(이 역시 잘못된 것이며, 오해의 소지가 있다)으로 불리는 아미노산에는 브뢴스테드 산과 염기로 둘 다 작용하는 하나(히스티딘), 주로 브뢴스테드 산으로 작용하는 하나(리신), 고정된 양전하를 가지고 있어서 일반적으로 산-염기 거동과 관련이 없는 하나(아르기닌)가 포함된다. 또한 중성 pH에서 주로 산으로 작용하는 티로신과 시스테인은 보통 일반적인 분류에서 잊혀진다. 등전점. 전하를 띠지 않는 곁사슬이 있는 아미노산의 경우 두 p"K"a 값 사이의 pH 값에서 양쪽성 이온이 우세하지만 소량의 순 음이온 및 순 양이온과 평형 상태로 공존한다. 두 p"K"a 값 사이의 중간 지점에서 미량의 순 음이온과 미량의 순 양이온은 균형을 이루기 때문에 존재하는 모든 형태의 평균 순 전하는 0이 된다. 이 pH는 등전점(p"I")로 알려져 있으며, p"I" = (p"K"a1 + p"K"a2)로 계산할 수 있다. 하전된 곁사슬이 있는 아미노산의 경우 곁사슬의 p"K"a가 관련된다.
아미노산

따라서 음전하로 하전된 곁사슬을 갖는 아스파르트산 또는 글루탐산의 경우 말단 아미노기는 본질적으로 완전히 하전된 형태인 이지만, 이 양전하는 C 말단의 카복실기가 음으로 하전된 상태에 의해 균형을 이룰 필요가 있다. 이것은 두 카복실기의 p"K"a 값의 중간에서 일어나며, p"I" = (p"K"a1 + p"K"a(R)), 여기서 p"K"a(R)은 곁사슬의 p"K"a이다. 글루탐산(아스파르트산과 유사) 뿐만 아니라 양전하로 하전된 곁사슬을 가지고 있는 시스테인, 히스티딘, 리신, 티로신, 아르기닌을 포함한 이온화가 가능한 곁사슬을 가지고 있는 다른 아미노산에도 유사한 고려 사항이 적용된다. 아미노산은 전기영동시 등전점에서 이동성이 0이지만, 이러한 움직임은 단일 아미노산에서 보다 펩타이드와 단백질에서 더 일반적으로 이용된다. 양쪽성 이온은 등전점에서 최소 용해도를 가지며 일부 아미노산들(특히 비극성 곁사슬을 가지고 있는 아미노산 포함)은 pH를 필요한 등전점으로 조정하여 물에 침전시켜 분리할 수 있다. 물리화학적 특성. 20가지의 표준 아미노산은 특성에 따라 분류할 수 있다. 특성을 결정하는 중요한 요소로는 전하, 친수성, 소수성, 크기, 작용기 등이 있다. 이러한 특성은 단백질의 구조와 단백질-단백질 상호작용에 영향을 미친다. 수용성 단백질은 소수성 잔기(류신, 아이소류신, 발린, 페닐알라닌, 트립토판)가 단백질의 중간에 묻혀 있는 경향이 있는 반면, 친수성 곁사슬은 수용성 용매에 노출되어 있다.
아미노산

생화학에서 잔기는 다당류, 단백질, 핵산의 중합체 사슬 내의 특정 단량체를 나타낸다. 내재성 막 단백질은 지질 이중층에 자신을 고정시키는 노출된 소수성 아미노산의 외부 고리를 갖는 경향이 있다. 일부 외재성 막 단백질은 표면의 막에 자신을 고정시키는 소수성 아미노산 부분이 있다. 유사한 방식으로 양전하를 띤 분자에 결합하는 단백질은 글루탐산 및 아스파르트산과 같은 음전하를 띤 아미노산이 풍부한 표면을 가지고 있는 반면, 음전하를 띤 분자에 결합하는 단백질은 리신 및 아르기닌과 같은 양전하를 띤 아미노산이 풍부한 표면을 가지고 있다. 예를 들어 리신과 아르기닌은 핵산 결합 단백질의 복잡성이 낮은 영역에 매우 풍부하다. 아미노산 잔기에 대한 다양한 소수성 척도가 있다. 일부 아미노산은 다른 시스테인 잔기에 대한 공유 결합인 이황화 결합을 형성할 수 있는 시스테인, 폴리펩타이드 골격에 대한 고리형 구조를 형성하는 프롤린, 다른 아미노산들보다 더 유연한 글리신과 같은 특별한 특성을 가지고 있다. 또한 글리신과 프롤린은 진핵생물 및 원핵생물 단백질의 복잡성이 낮은 영역 내에서 매우 풍부한 반면 시스테인, 페닐알라닌, 트립토판, 메티오닌, 발린, 류신, 아이소류신과 같은 반응성이 높거나 복잡하거나 소수성 아미노산의 경우 반대(과소 표현됨)가 관찰되었다. 많은 단백질들은 다양한 번역 후 변형을 거치면서 추가적인 작용기들이 아미노산의 곁사슬에 부착된다.
아미노산

일부 번역 후 변형에서 소수성 지질단백질, 또는 친수성 당단백질이 생성될 수 있다. 이러한 유형의 변형을 통해 단백질을 막에 가역적으로 표적화할 수 있다. 예를 들어 일부 신호전달 단백질의 시스테인 잔기에 지방산인 팔미트산을 첨가 및 제거하면 단백질을 세포막에 부착시켰다가 분리시킬 수 있다. 표준 아미노산의 약어 및 특성에 관한 표. 비록 한 문자 약어가 표에 표시되어 있지만 IUPAC-IUBMB는 "한 문자 약어의 사용은 긴 서열을 비교할 때로 제한되어야 함"을 권장하고 있다. 일부 생물종에서는 일반적으로 종결 코돈으로 해석되는 코돈에 의해 암호화되는 두 가지 추가적인 아미노산이 있다. 특정 아미노산 코드 외에도 플레이스홀더는 펩타이드 또는 단백질의 화학적 또는 결정학적 분석이 잔기의 정체를 확실하게 결정할 수 없는 경우에 사용된다. 이들은 또한 보존된 단백질 서열 모티프를 요약하는 데 사용된다. 유사한 잔기의 세트를 나타내는 단일 문자의 사용은 축퇴 염기에 대한 약어 코드의 사용과 유사하다. Unk는 때때로 Xaa 대신 사용되지만 덜 표준적이다. Ter 또는 * (종결에서)는 종결 코돈이 존재할 때 단백질의 돌연변이 표기법으로 사용된다. 또한 많은 비표준 아미노산에는 특정 코드가 있다. 예를 들어 보르테조밉 및 MG132와 같은 여러 펩타이드 약물들은 인공적으로 합성되며 특정 코드가 있는 보호기를 유지한다. 보르테조밉은 Pyz–Phe–boroLeu이고 MG132는 Z–Leu–Leu–Leu–al이다. 단백질 구조의 분석을 돕기 위해 광반응성 아미노산 유사체를 사용할 수 있다.
아미노산

여기에는 포토류신(pLeu)과 포토메티오닌(pMet)이 포함된다. 생화학에서의 생성 및 기능. 카복실기 옆의 α-탄소 원자에 아미노기가 부착된 아미노산은 단백질 합성에 참여하기 때문에 생물체에서 중요한 역할을 한다. 이들은 2-아미노산 알파-아미노산 또는 α-아미노산으로 알려져 있다. 대부분의 경우 일반식이 이며, 여기서 R기는 곁사슬로 알려진 유기 치환기이다. 보통 아미노산이라는 용어는 이들을 구체적으로 언급하는 데 사용된다. 여기에는 22가지의 단백질생성성 아미노산이 포함되며, 이 아미노산들은 펩타이드 사슬(폴리펩타이드)로 결합하여 방대한 단백질 배열의 빌딩 블록을 형성한다. 이들은 모두 L-입체 이성질체("왼손" 거울상 이성질체)이지만 일부 D-아미노산("오른손" 거울상 이성질체)는 세균 피막, 신경조절물질(D-세린) 및 일부 항생제에서 발견된다. 많은 단백질생성성 아미노산 및 단백질비생성성 아미노산은 생물학적 기능을 가지고 있다. 예를 들어 사람의 뇌에서 글루탐산(표준 아미노산) 및 γ-아미노뷰티르산(GABA, 비표준 γ-아미노산)은 각각 주요 흥분성 신경전달물질 및 억제성 신경전달물질이다. 결합 조직인 콜라겐의 주성분인 하이드록시프롤린은 프롤린으로부터 합성된다. 글리신은 적혈구에서 사용되는 포르피린 생합성의 전구체이다. 카르니틴은 지질 수송에 사용된다.
아미노산

9가지의 단백질생성성 아미노산은 인체에서 다른 화합물로부터 생성할 수 없어서 음식물을 통해 섭취해야 하기 때문에 필수 아미노산이라고 불린다. 다른 아미노산들은 특정 연령이나 의학적 상태에 대해 조건부로 필수적일 수 있다. 필수 아미노산도 생물종에 따라 다를 수 있다. 생물학적 중요성 때문에 아미노산은 영양에 중요하며 일반적으로 영양 보충제, 비료, 사료 및 식품 산업에 사용된다. 산업적 용도로는 약물, 생분해성 플라스틱 및 카이랄성 촉매 생산 등이 있다. 단백질생성성 아미노산. 아미노산은 단백질의 전구체이다. 아미노산들은 탈수 축합 반응에 의해 서로 결합하여 펩타이드라고 하는 짧은 중합체 사슬이나 폴리펩타이드 또는 단백질이라고 하는 더 긴 중합체 사슬을 형성한다. 이들 사슬은 선형이고 가지가 없으며 각 아미노산 잔기들이 서로 펩타이드 결합에 의해 연결되어 있다. 자연에서 유전 물질인 DNA 및 RNA에 의해 암호화된 단백질을 만드는 과정을 번역이라고 하며, 리보솜이라고 하는 리보자임에 의해 신장되는 단백질에 아미노산이 단계적으로 첨가된다. 아미노산이 첨가되는 것은 생물의 유전자 중 하나의 RNA 사본인 mRNA 주형의 유전 부호에 따른다. 22가지 아미노산은 폴리펩타이드에 자연적으로 통합되며 단백질생성성 아미노산 또는 천연 아미노산이라고 불린다. 이 중 20가지는 보편적인 유전 부호에 의해 암호화된다. 나머지 2가지인 셀레노시스테인과 피롤리신은 독특한 합성 메커니즘에 의해 단백질에 통합된다.
아미노산

셀레노시스테인은 번역되는 mRNA에 SECIS 요소가 포함될 때 단백질에 통합되며 UGA 코돈은 종결 코돈 대신 셀레노시스테인을 암호화하게 된다. 피롤리신은 일부 메테인생성 고세균에 의해 메테인을 생성하는 데 사용하는 효소에서 사용된다. 피롤리신은 다른 생물에서 일반적으로 종결 코돈으로 사용되는 UAG 코돈에 의해 암호화된다. 이 UAG 코돈은 PYLIS 하류 서열의 뒤를 따른다. 여러 독립적인 진화 연구들에 따르면 글리신, 알라닌, 아스파르트산, 발린, 세린, 프롤린, 글루탐산, 류신, 트레오닌은 초기 유전 부호를 구성하는 아미노산의 부류에 속할 수 있는 반면 시스테인, 메티오닌, 티로신, 트립토판, 히스티딘, 페닐알라닌은 유전 부호에 나중에 추가된 아미노산의 부류로 구분할 수 있다. 표준 아미노산 및 비표준 아미노산. 보편적인 유전 부호의 코돈에 의해 직접적으로 암호화되어 있는 20가지의 아미노산들을 표준 아미노산이라고 한다. 메티오닌의 변형된 형태인 "N"-폼일메티오닌은 보통 세균, 미토콘드리아 및 엽록체에서 단백질의 맨 첫 번째 아미노산으로 메티오닌 대신에 사용된다. 이 외의 다른 아미노산들은 비표준 아미노산이라고 한다. 대부분의 비표준 아미노산은 단백질비생성성 아미노산(즉, 번역 중에 단백질에 통합될 수 없음)이지만, 그 중 2가지는 단백질생성성 아미노산이다. 이 두 가지 아미노산은 보편적인 유전 부호에 의해 암호화되지 않은 정보를 이용하여 번역 과정에서 단백질에 통합될 수 있다.
아미노산

이 두 가지 비표준 단백질생성성 아미노산은 셀레노시스테인(대부분의 진핵생물 뿐만 아니라 많은 원핵생물에 존재하지만 DNA에 의해 직접적으로 암호화되어 있지는 않음)과 피롤리신(일부 고세균 및 적어도 하나의 세균에서만 발견됨)이다. 이러한 비표준 아미노산의 단백질로의 통합은 드물다. 예를 들어 사람의 25가지 단백질은 1차 구조에 셀레노시스테인을 포함하며 구조적으로 특성화된 효소(셀레노효소)는 활성 부위의 촉매 부분에 셀레노시스테인을 사용한다. 피롤리신과 셀레노시스테인은 변이 코돈을 통해 암호회된다. 예를 들어 셀레노시스테인은 종결 코돈과 SECIS 요소에 의해 암호화된다. "N"-폼일메티오닌(세균, 미토콘드리아, 엽록체에서 단백질의 맨 첫 번째 아미노산인 경우가 많음)은 일반적으로 별도의 단백질생성성 아미노산이 아난 메티오닌의 한 형태로 간주된다. 자연에서 발견되지 않는 코돈-tRNA 조합은 또한 유전 부호를 확장하고 단백질비생성성 아미노산을 포함하는 알로단백질로 알려진 새로운 단백질을 형성하는 데 사용될 수 있다. 단백질비생성성 아미노산. 22가지의 단백질생성성 아미노산 외에도 많은 단백질비생성성 아미노산들이 알려져 있다. 이들은 단백질(예: 카르니틴, GABA, 레보티록신)에서 발견되지 않거나 세포의 번역 체계에 의해 직접적으로 분리되어 생성되지 않는다(예: 하이드록시프롤린 및 셀레노메티오닌). 단백질에서 발견되는 단백질비생성성 아미노산은 번역 후 변형에 의해 형성된다.
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이러한 변형은 보통 단백질의 기능이나 조절에 필수적이다. 예를 들어 글루탐산의 카복실화는 칼슘 양이온과 더 잘 결합하게 하고, 콜라겐에는 프롤린의 하이드록실화에 의해 생성된 하이드록시프롤린이 포함되어 있다. 또 다른 예는 리신 잔기의 변형을 통한 번역 개시인자 EIF5A에서 하이퓨신의 형성이다. 이러한 변형은 또한 단백질의 국재화(局在化, localization)를 결정할 수 있으며, 예를 들어 긴 소수성 작용기를 추가하면 단백질이 인지질 막에 결합할 수 있다. 일부 단백질비생성성 아미노산은 단백질에서 발견되지 않는다. 예로는 2-아미노아이소뷰티르산 및 신경전달물질인 γ-아미노뷰티르산이 있다. 단백질비생성성 아미노산은 표준 아미노산의 대사 경로에서 대사 중간생성물로 종종 생성된다. 예를 들어 오르니틴과 시트룰린은 아미노산 분해 대사의 일부인 요소 회로에서 생성된다(아래 참조). 생물학에서 α-아미노산의 우세에 대한 드문 예외는 β-아미노산인 β-알라닌(3-아미노프로판산)이며, 이는 식물과 미생물에서 조효소 A의 구성 요소인 판토텐산(비타민 B5)의 합성에 사용된다. 사람의 영양에서. 20가지 표준 아미노산은 음식물로부터 인체로 흡수되면 단백질, 기타 생체분자들을 합성하는 데 사용되거나 에너지원으로 사용되기 위해 암모니아와 이산화 탄소로 산호된다. 산화 경로는 아미노기전이효소에 의한 아미노기의 제거로부터 시작된다. 그런 다음 아미노기는 요소 회로로 들어간다.
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아미노기 전이반응의 다른 산물은 시트르산 회로로 들어가는 케토산이다. 포도당생성성 아미노산은 또한 포도당신생합성을 통해 포도당으로 전환될 수 있다. 20가지 표준 아미노산들 중 9가지(히스티딘, 아이소류신, 류신, 리신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트레오닌, 트립토판, 발린)는 인체가 정상적인 성장에 필요한 수준으로 다른 화합물로부터 합성할 수 없기 때문에 필수 아미노산이라고 불리며, 따라서 이들은 음식물로부터 섭취해야 한다. 또한 시스테인, 티로신, 아르기닌은 준필수 아미노산으로 간주되며, 타우린은 어린이에게 준필수 아미노설폰산으로 간주된다. 이러한 단량체를 합성하는 대사 경로는 완전히 밝혀지지 않았다. 필요한 양은 또한 개인의 나이와 건강에 따라 다르기 때문에 일부 아미노산에 대한 식이 요구량에 대해서 일반적인 설명을 하기는 어렵다. 비표준 아미노산인 β-메틸아미노-L-알라닌(BMAA)에 대한 식이 노출은 근위축성 측삭경화증을 포함한 사람의 신경퇴행성 질환과 관련이 있다. 비단백질 기능. 사람에서 단백질비생성성 아미노산은 신경전달물질인 γ-아미노뷰티르산(GABA)의 생합성과 같은 대사 중간생성물로서 중요한 역할을 한다. 많은 아미노산들이 다음의 예와 같은 다른 분자들을 합성하는 데 사용된다. 일부 비표준 아미노산은 식물의 초식동물에 대한 방어 수단으로 사용된다. 예를 들어, 카나바닌은 많은 콩류에서 발견되는 아르기닌의 유사체이며, 특히 카나발리아 글라디아타("Canavalia gladiata")에서 다량으로 발견된다.
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이 아미노산은 곤충과 같은 포식자로부터 식물을 보호하고 일부 유형의 콩류는 가공하지 않고 먹으면 사람에게 질병을 유발할 수 있다. 단백질비생성성 아미노산인 미모신은 다른 콩과 식물, 특히 은자귀나무("Leucaena leucocephala")에서 발견된다. 이 화합물은 티로신의 유사체이며, 이러한 식물을 뜯어먹는 동물을 독살시킬 수 있다. 산업에서의 용도. 아미노산은 산업에서 다양한 용도로 사용되지만 주요 용도는 동물 사료의 첨가제이다. 대두와 같은 이러한 사료의 많은 벌크 성분은 수준이 낮거나 일부 필수 아미노산이 부족하기 때문에 아미노산을 필요로 한다. 리신, 메티오닌, 트레오닌, 트립토판은 이러한 사료의 생산에서 상당히 중요하다. 이러한 산업에서 아미노산은 또한 보충제에서 무기 염류 흡수를 개선하기 위해 금속 양이온을 킬레이트화하는 데 사용되며, 이는 이러한 동물의 건강이나 생산성을 향상시키는 데 필요할 수 있다. 식품 산업은 또한 아미노산, 특히 향미 증강제로 사용되는 글루탐산과 저칼로리 인공 감미료로 사용되는 아스파르탐(아스파르틸페닐알라닌 1-메틸 에스터)의 주요 소비처이다. 동물의 영양에 사용되는 것과 유사한 기술이 무기 염류의 흡수를 개선하고 무기 염류 보충의 부정적인 부작용을 줄임으로써 빈혈과 같은 무기 염류 결핍 증상을 완화시키기 위해 사람을 대상으로 한 영양 산업에서 사용된다. 아미노산의 킬레이트화 능력은 철 황백증과 같은 무기 염류 결핍을 개선하기 위해 식물에 무기 염류 전달을 촉진하기 위한 용도로 농업용 비료에 사용되었다.
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이 비료는 또한 결핍이 발생하는 것을 방지하고 식물의 전반적인 건강을 개선하는 데 사용된다. 나머지 아미노산들은 의약품 및 화장품의 합성에 사용된다. 유사하게 일부 아미노산 유도체들은 제약 산업에서 사용된다. 예로는 우울증의 실험적 치료에 사용되는 5-하이드록시트립토판(5-HTP), 파킨슨병 치료에 사용되는 L-다이하이드록시페닐알라닌(L-DOPA), 오르니틴 탈카복실화효소를 저해하여 수면병 치료에 사용되는 에플로르니틴 등이 있다. 확장된 유전 부호. 2001년부터 40가지의 비천연 아미노산들이 단백질에 추가되어 고유한 코돈(리코딩)을 생성하고 이에 상응하는 다양한 물리화학적 및 생물학적 특성을 지닌 tRNA와 아미노아실-tRNA 합성효소의 쌍을 생성하여 단백질의 구조 및 기능을 탐색하거나 신규 또는 강화된 단백질을 생성하는 도구로 사용된다. 널로머. 널로머는 이론상 아미노산을 암호화하고 있는 코돈이지만 자연에서 이 코돈을 사용하여 다른 아미노산을 사용하는 것에 대한 선택적 편향이 있다. 예를 들어 세균은 아르기닌에 대한 코돈으로 AGA 대신 CGA를 사용하는 것을 선호한다. 이것은 게놈에 나타나지 않는 일부 서열을 생성한다. 이러한 특성을 활용하여 새로운 선택적 항암제를 만들고 범죄 현장 조사에서 DNA 샘플의 교차 오염을 방지하는 데 사용할 수 있다. 화학적 빌딩 블록. 아미노산은 저비용 공급 원료로서 중요하다. 이들 화합물은 거울상 이성질체의 순수한 빌딩 블록으로서 카이랄 풀 합성에 사용된다.
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아미노산은 비대칭 수소화 반응과 같은 전구체 카이랄 촉매로 조사되었지만 상업적 응용은 존재하지 않는다. 생분해성 플라스틱. 아미노산은 환경 친화적인 포장재와 약물 전달 및 보철 임플란트에 활용되는 생분해성 고분자의 구성 요소로 간주되어 왔다. 이러한 재료의 흥미로운 예는 일회용 기저귀 및 농업에 활용될 수 있는 수용성 생분해성 중합체인 폴리아스파르트산이다. 용해도와 금속 이온을 킬레이트화하는 능력으로 인해 폴리아스파르트산은 생분해성 스케일링 방지제 및 부식 방지제로도 사용되고 있다. 또한 방향족 아미노산인 티로신은 폴리카보네이트 제조에서 비스페놀 A와 같은 페놀을 대체할 수 있는 것으로 간주되었다. 합성. 화학 합성. 아미노산의 상업적 생산은 일반적으로 탄소원으로 포도당을 사용하여 개별 아미노산을 과잉 생산하는 돌연변이 세균에 의존한다. 일부 아미노산은 합성 중간생성물의 효소적 전환으로 생성된다. 예를 들어 2-아미노싸이아졸린-4-카복실산은 L-시스테인의 산업적 합성에서의 중간생성물이다. 아스파르트산은 분해효소를 사용하여 푸마르산에 암모니아를 첨가하여 생성된다. 생합성. 식물에서 질소는 먼저 미토콘드리아에서 α-케토글루타르산과 암모니아로부터 형성된 글루탐산 형태의 유기 화합물로 동화된다. 다른 아미노산의 경우 식물은 아미노기를 글루탐산에서 다른 α-케토산으로 전이시키기 위해 아미노기전이효소를 사용한다.
아미노산

예를 들어 아스파르트산 아미노기전이효소는 글루탐산과 옥살로아세트산을 α-케토글루타르산과 아스파르트산으로 전환시킨다. 다른 생물들도 아미노산 합성을 위해 아미노기전이효소를 사용한다. 비표준 아미노산은 일반적으로 표준 아미노산의 변형을 통해 형성된다. 예를 들어 호모시스테인은 황전환 경로를 통해 또는 대사 중간생성물인 "S"-아데노실메티오닌을 통한 메티오닌의 탈메틸화에 의해 형성되는 반면, 하이드록시프롤린은 프롤린의 번역 후 변형에 의해 만들어진다. 미생물과 식물은 흔하지 않는 많은 아미노산들을 합성한다. 예를 들어 일부 미생물들은 2-아미노아이소뷰티르산 및 알라닌의 황화물 가교 유도체인 란티오닌을 생성한다. 이 두 가지 아미노산은 모두 알라메티신과 같은 펩타이드성 란티바이오틱스에서 발견된다. 식물에서 1-아미노사이클로프로페인-1-카복실산은 식물 호르몬인 에틸렌 생성에서의 대사 중간생성물인 작은 이치환된 고리형 아미노산이다. 반응. 아미노산은 구성 작용기의 예상되는 반응을 겪는다. 펩타이드 결합의 형성. 한 아미노산의 아미노기와 다른 아미노산의 카복실기가 반응하여 펩타이드 결합을 형성하여 결합될 수 있다. 이러한 아미노산들의 중합 반응을 통해 단백질이 생성된다. 두 개의 아미노산이 펩타이드 결합으로 연결될 때 물이 생성된다. 세포에서 이 반응은 직접적으로 일어나지 않는다. 대신에 아미노산은 먼저 에스터 결합을 통해 tRNA 분자에 부착되어 활성화된다.
아미노산

이 아미노아실-tRNA는 아미노아실-tRNA 합성효소에 의해 수행되는 ATP 의존성 반응으로 생성된다. 이 아미노아실-tRNA는 리보솜의 기질이 되며, 이는 에스터 결합에서 신장되는 단백질 사슬의 아미노기의 공격을 촉매한다. 이러한 메커니즘의 결과로 리보솜에 의해 만들어지는 모든 단백질들은 N-말단에서 시작하여 C-말단 쪽으로 합성된다. 그러나 모든 펩타이드 결합들이 이런 방식으로 형성되는 것은 아니다. 몇몇 경우에 펩타이드는 특정 효소에 의해 합성된다. 예를 들어 트라이펩타이드인 글루타티온은 산화 스트레스에 대한 세포 방어의 필수적인 부분이다. 이 펩타이드는 유리 아미노산으로부터 두 단계로 합성된다. 첫 번째 단계에서 γ-글루타밀시스테인 합성효소는 글루탐산의 곁사슬에 있는 카복실기(이 곁사슬의 γ 탄소)와 시스테인의 아미노기 사이에 펩타이드 결합을 형성하게 하여 글루탐산과 시스테인을 축합한다. 이 다이펩타이드는 글루타티온 합성효소에 의해 글리신과 축합되어 글루타티온을 형성한다. 화학에서 펩타이드는 다양한 반응에 의해 합성된다. 고체상 펩타이드 합성에서 가장 많이 사용되는 것 중 하나는 아미노산의 방향족 옥심 유도체를 활성화 단위로 사용하는 것이다. 이들은 고체 수지 지지체에 부착된 신장되는 펩타이드 사슬에 순서대로 첨가된다. 펩타이드 라이브러리는 고속대량 스크리닝을 통한 약물 발견에 사용된다. 작용기의 조합은 아미노산이 금속-아미노산 킬레이트에 대한 효과적인 다좌 리간드가 될 수 있도록 한다.
아미노산

또한 아미노산의 다양한 곁사슬들은 화학 반응을 겪을 수 있다. 이화작용. 아미노산 분해는 보통 아미노기를 α-케토글루타르산으로 전이시켜 글루탐산을 생성하는 과정에서 탈아미노화를 수반한다. 이 과정에는 보통 아미노산 합성 동안 아미노화에 사용되는 것과 동일한 아미노기전이효소가 사용된다. 많은 척추동물에서 아미노기는 요소 회로를 통해 제거되고 요소의 형태로 배설된다. 아미노산 분해에서 요소 대신에 요산이나 암모니아를 생성할 수도 있다. 예를 들어 세린 탈수효소는 세린을 피루브산과 암모니아로 전환한다. 하나 이상의 아미노기를 제거한 후 아미노산의 나머지 부분은 때때로 새로운 아미노산을 합성하는 데 사용되거나 또는 오른쪽 그림에서 자세히 설명된 대로 해당과정이나 시트르산 회로로 들어가 에너지로 사용될 수 있다. 착물 형성. 아미노산은 전이 금속 아미노산 착물을 형성하는 두 자리 리간드이다. 화학적 분석. 유기물의 총 질소 함량은 주로 단백질의 아미노기에 의해 결정된다. 총 켈달 질소(total Kjeldahl nitrogen, TKN)는 일반적으로 폐수, 토양, 식품, 사료 및 유기물의 분석에 널리 사용되는 질소 측정법이다. 이름에서 알 수 있듯이 켈달법이 적용된다. 더 민감한 방법을 사용할 수도 있다.
19세기

19세기(19世紀, )는 1801년부터 1900년까지의 기간이다. 19세기 동안 세계는 제국주의가 팽배하면서 여러 서구 열강들이 세계 곳곳을 점령하여 식민지로 삼았다. 이전 시기부터 진행되어 온 서구 열강의 제국주의는 19세기에 전 세계로 확대되었는데, 1884년 벨기에의 국왕이 주최한 베를린 회의에서 아프리카의 각지를 유럽 열강들의 식민지로 삼기로 결정한 아프리카 분할이 대표적인 사례이다. 19세기 세계적인 제국으로는 대영 제국, 러시아 제국, 독일 제국 등이 있었으며, 공화국이었던 프랑스와 미국 역시 제국주의적인 정책을 펼쳤다. 프랑스는 1885년 프랑스령 인도차이나를 세워 지금의 라오스, 베트남, 캄보디아 지역을 식민 지배하였다. 미국은 1898년 필리핀-미국 전쟁을 벌이고 필리핀을 식민지로 삼았다. 워털루 전쟁 종전 직후 유럽을 중심으로한 서구 열강의 제국주의 확대에 따라 세계 각지의 전통적인 국가들은 몰락하였다. 아프리카에 있던 이페, 에티오피아, 만딩고 제국, 송가이 제국, 다호메이, 콩고 왕국, 모노모타바 왕국, 보르누 왕국과 같은 여러 나라들은 식민지로 전락하였고, 동아시아의 전통적인 제국이었던 청나라는 본격 서구 열강의 침입을 받기 시작하였으며, 아편 전쟁 이후 반식민지 상태에 빠지게 되었다. 일본은 1853년에 우라가 앞바다에 나타난 매슈 페리가 이끈 미국 해군 함대인 흑선의 등장 이후 미국과 불평등 조약인 가나가와 조약을 맺었고, 이후 메이지 유신으로 도쿠가와 막부가 붕괴된 이후 스스로 제국주의를 표방하고 일본 제국을 수립하였다.
19세기

한국의 역사에서 19세기는 조선의 순조부터 대한제국의 고종에 이르는 시기이다. 정조의 사망으로 1800년 순조가 11세의 나이로 왕위에 오르자 영조의 계비인 정순왕후가 수렴청정을 하였다. 정순황후는 노론 벽파에 속하였으며, 정치적 입지 강화를 위해 당시 남인 사이에 서학이라는 이름으로 전파되고 있던 천주교를 박해하여 신유사옥이 일어났다. 순조는 1804년부터 친정을 하였으며 정순왕후의 세력을 견제하고자 노론 시파인 김조순의 딸을 왕비로 맞이하였고, 이후 안동 김씨, 풍양 조씨 등이 비변사를 장악하여 세도정치가 이루어졌다. 이후 헌종, 철종 시기에 이르기까지 세도정치가 계속되었다. 19세기 조선은 지역 차별과 삼정의 문란 등으로 인해 각종 민란이 끊이지 않았다. 1811년 일어난 홍경래의 난은 서북 지역에 대한 차별이 주요 원인이었고, 이 외에도 가혹한 수탈을 견디지 못한 농민들이 산으로 숨어 화전민이 되거나, 심할 경우 명화적이나 수적이 되는 일이 많았다. 조선 후기 민란은 전국 각지에서 일어났으며, 특히 1862년 삼남지방의 임술농민항쟁은 매우 큰 사회적 충격을 가져왔다. 1863년 철종이 후사없이 사망하자 인조의 후손인 고종이 즉위하였다. 즉위 초기에는 흥선대원군이 섭정을 하였으나, 일본의 대정봉환에 따른 국교 수립 요청과 운요호 사건 이후 강화도 조약 체결을 즈음하여 친정을 하였다. 1897년 고종은 국호를 대한제국으로 바꾸고 황제로 즉위하여 연호를 광무라 하였다. 한편, 19세기는 과학의 여러 분야에서 중요한 발견이 이루어진 시기이기도 하다.
19세기

찰스 다윈은 1859년 《종의 기원》을 발표하여 생물 진화의 사실을 제시하고, 진화의 원인으로 자연 선택을 제시하였다. 루이 파스퇴르는 1861년 《자연발생설 비판》을 출간하여 발효와 부패는 미생물에 의한 것임을 증명하였고, 백신을 통한 전염병 예방법을 확립하였다. 생물학의 발전에 힘입어 서양의 의학역시 발전하여 사망률이 감소함에 따라 인구가 증가하였다. 유럽의 인구는 19세기 동안 2억여 명에서 4억여 명으로 두 배가 되었다. 물리학 분야에서는 제임스 클러크 맥스웰이 맥스웰 방정식을 수립하여 전기와 자기가 동일한 현상임을 입증하고 전자기 복사를 예견하였다. 조사이어 윌러드 기브스는 열역학의 여러 법칙의 확립에 기여하였다. 그가 도입한 기브스 자유 에너지 개념은 오늘날에도 중요한 기초 과학 법칙으로 사용되고 있다. 19세기에는 여러 새로운 사상이 출현하였다. 허버트 스펜서 등의 사회진화론 주장자들은 다윈의 자연선택 개념을 왜곡하여 사회에 도입하는 적자생존 논리로 유럽 열강의 제국주의를 옹호하기도 하였다. 이러한 사회진화론은 서구 열강의 식민지배를 적극 옹호하는 이론으로 사용되었다. 영국의 러디어드 키플링은 백인의 짐이라는 시를 발표하여 서구의 제국주의가 인류 역사에 대한 의무를 다하는 것이라고까지 하였다. 한편, 카를 마르크스와 프리드리히 엥겔스는 《공산당 선언》과 《자본론》을 출간하여 이후 사회주의와 공산주의에 큰 영향을 주었다. 마르크스의 작업은 그의 사상에 대한 찬반 여부를 떠나 사회학의 기초를 마련했다는 평가를 받는다.
19세기

이 외에도 19세기에는 오늘날에도 주목 받고 있는 많은 철학자들이 독특한 사상을 발표하였다. 쇠렌 키르케고르, 프리드리히 니체, 아르투어 쇼펜하우어와 같은 철학자들이 대표적이다.
독도

독도(獨島)는 동해의 남서부, 울릉도와 오키 제도 사이에 위치한 섬 또는 암초이다. 리앙쿠르 암초()라는 이름으로도 불리며, 동도와 서도를 포함해 총 91개의 크고 작은 섬들로 이루어져 있다. 울릉도에서 뱃길로 200리 정도 떨어져 있다. 현재 대한민국이 실효지배하고 있으나 일본 정부에서 영유권을 주장하고 있다. 최종덕이 1965년 3월부터 최초 거주한 이래로 김성도 부부 및 독도경비대원 35명, 등대 관리원 2명, 울릉군청 독도관리 사무소 직원 2명 등 약 40명이 거주하고 있다. 또한, 2005년 동도에 대한 입도 신고제 도입 이후 2021년 4월 기준 약 200만 명이 방문하였고, 1일 평균 500명이 입도하고 있다. 명칭. 독도는 한국어권에서 주로 쓰이며, 돌로 된 섬이란 뜻의 '돌섬'의 경상도 방언 명칭인 독섬을 한자의 음과 훈을 빌려쓰면서 독도(獨島)가 되었다. 일본어권에서는 다케시마라고 불리며, 과거에는 마쓰시마라고 불렸다. 국내 문헌에서는 독도를 일컫는 표현으로 우산도(于山島), 가지도(可支島), 삼봉도(三峰島) 등이 사용되기도 하였으며, 미국 문헌에서는 호넷 섬 또는 '호넷 아일랜드'(Hornet Islands)라는 명칭으로 독도를 부르기도 하였다. 제3국에서는 독도 분쟁을 감안할 때 1849년에 독도를 발견한 프랑스 선박인 '리앙쿠르 호'의 이름을 따서 리앙쿠르 암초(, )라는 명칭으로 부르기도 한다.
독도

지리 및 지질. 이 섬은 동해의 해저 지형 중 울릉분지의 북쪽 경계부분에 위치하고 있으며, 평균 수심 2,000m의 해양 평원에 솟아 있는 화산섬이다. 두 개의 큰 섬인 동도(東島)와 서도(西島)를 중심으로 총 91개의 크고 작은 섬과 암초로 이루어져 있으며, 동도와 서도 사이의 거리는 151m이다. 일본에서는 동도를 오지마(男島), 서도를 메지마(女島)라고 부른다. 독도의 총 면적은 187,554m²로, 서도(西島)가 88,740m², 동도(東島)가 73,297m², 그 밖의 암초가 25,517m²이다. 서도의 최고 높이는 168.5m이고, 동도의 최고 높이는 98.6m이다. 2012년 11월부터 대한민국 정부 고시에 의거하여 서도의 최고봉은 '대한봉'(大韓峰), 동도의 최고봉은 '우산봉'(于山峰)으로 부른다. 동도의 최고봉은 1950년대에는 '성걸봉'으로 불렸으며, 2005년부터 고시 이전까지는 '일출봉'(日出峰)이라 불렸다. 동도와 서도 및 부속 도서는 대부분 수심 10m 미만의 얕은 땅으로 연결되어 있다. 독도의 동도는 동경 131도 52분 10.4초, 북위 37도 14분 26.8초에 위치하고 있다. 이 섬은 대한민국 경상북도 울릉도에서 동남쪽으로 약 87.4 km 떨어져 있으며, 일본 시마네현 오키 제도에서는 약 157.5 km 떨어져 있다. 한반도에서의 거리는 약 216.8km이며, 일본 혼슈에서의 거리는 약 211km이다. 날씨가 좋으면 울릉도 동쪽 해안에서 육안으로 이 섬을 볼 수 있다.
독도

독도는 약 460~250만 년 전에 형성된 해양섬 기원의 화산체로서, 섬 주변에 분포하는 지층들을 아래에서부터 괴상 응회각력암, 조면안산암 I, 층상 라필리응회암, 층상응회암, 조면안산암 II, 스코리아성 층상 라릴리응회암, 조면안산암III, 각력암, 조면암, 염기섬 암맥 등 총 9개의 화산암층으로 이루어져 있다. 현재는 오랜 세월동안 침식되어 화산의 흔적은 찾기 힘들다. 독도(특히 동도)의 지반은 불안정한데, 이것은 단층과 절리, 균열, 그리고 불완전한 공사 등이 원인으로 추정된다. 독도는 지질학적으로 울릉도의 화산암류와 비슷한 전암 화학조성을 갖는 알칼리 현무암, 조면 현무암, 조면 안산암 및 조면암으로 구성되어 있다. 서도. 높이 168.5m, 둘레 2.6km, 면적 88,740m² 5필지, 동도에 비해 높이가 높고 면적이 넓지만, 경사가 급한 편이라 필지가 적은 편이다. 동도. 높이 98.6m, 둘레 2.8km 면적 73,297m² 7필지. 서도에 비해 높이가 낮고 면적이 좁지만, 둘레가 크고 완만해 필지가 많은 편이다. 행정 구역. 대한민국의 행정구역에서는 경상북도 울릉군 울릉읍 독도리 산 1-96번지에 속하며 우편번호는 40240이다. 대한민국은 이 섬을 천연기념물 제336호 독도 천연보호구역으로 지정하여 보호하고 있다.
독도

울릉군은 국민 공모를 통해 도로명 주소법에 따른 이 섬의 도로명 주소를 '독도안용복길'(서도)과 '독도이사부길'(동도)로 정하였다. 일본이 주장하는 행정 구역에서는 시마네현 오키군 오키노시마정에 속해 있다. 기후. 난류의 영향을 많이 받는 전형적인 해양성 기후로 연간 평균강수량은 1,240mm 정도, 연평균 기온 약 12℃, 1월 평균기온 1℃, 8월 평균기온 23℃로 온난한 편이다. 연평균 풍속은 4.3m/s로 겨울과 봄에는 북서풍이 빈번하고, 여름과 가을에는 남서풍이 빈번하여 계절에 따른 주풍향이 뚜렷하다. 안개가 잦고 연중 날씨 중 흐린 날은 160일 이상이며 비 또는 눈 오는 날은 150일 정도로, 겨울철 강수량이 많다. 즉, 일 년 중 맑은 날은 불과 45일 정도밖에 없다. 자연 및 자원. 두 섬과 주변 섬들은 서로 분리된 듯이 보이지만, 실제로는 해저 2천여 미터로부터 바다 위로 솟은 해산(海山)의 봉우리 부분에 해당된다. 천연기념물. 독도천연보호구역. 대한민국은 독도 섬 주변의 바다에 다양한 해양생물이 서식하고 있으며, 섬 일대의 자연환경을 보존하기 위해 이 섬을 천연기념물로 지정하여 보호하고 있다. 1982년에 "독도 해조류(바다제비·슴새·괭이갈매기) 번식지(獨島海鳥類-繁殖地)"라는 이름으로 천연기념물로 지정했고, 1999년에 천연보호구역으로 명칭을 바꾸어 동식물 전체의 식생을 관리하게 되었다.
독도

2005년 독도의 기존 토지 및 부속도서를 측량하고 그 결과에 따라 지적공부를 정정하여 독도의 지적현황이 전체적으로 변경됨에 따라 2006년 9월 14일 문화재청장은 문화재보호법 제6조에 의거 천연기념물 제336호로 지정된 《독도 천연보호구역》의 문화재구역을 당초 고시한 "경상북도 울릉군 울릉읍 독도리, 37필지 180,902평미터(보호구역)"을 "경상북도 울릉군 울릉읍 독도리, 101필지 187,554평방미터(지정구역)으로 정정고시하였다. 2002년 경상북도는 환경부에 '울릉도·독도 해상국립공원' 지정을 건의했으나, 이는 울릉군 주민들의 반대로 무산되었다. 독도 사철나무. 울릉군 독도리 30번지에 있는 독도 사철나무는 독도를 구성하는 2개 섬인 동도와 서도 중 동도의 천장굴 급경사 지역 위쪽 끝 부분에서 자라고 있으며, 강한 해풍과 극히 열악한 토양조건 등에서 자란 나무로 독도에서 생육하는 몇 안 되는 수목 중 가장 오래된 나무로 2012년 10월 25일 대한민국의 천연기념물 제538호로 지정되었다. 특정도서. 대한민국은 독도가 독특한 자연환경이 유지되고 있고, 해양생물상이 다양하고 풍부하여 에 의거 특정도서로 지정하였다. 국가지질공원. 2012년 12월 27일 환경부장관은 자연공원법 제36조의3의 규정에 의거 울릉도·독도 국가지질공원을 인증 고시하였다. 동물. 2005년과 2006년에 이루어진 실태조사를 통해 독도에서 관찰된 조류는 126종이다. 개체수가 가장 많은 종은 괭이갈매기이었고, 약 7,000여 마리가 서식하고 있다.
독도

그리고 바다제비, 슴새, 참새가 서식하고 있는데, 최근 슴새의 수는 감소하고 있는 반면 바다제비 수는 증가하고 있다고 알려져 있다. 섬은 남북으로 왕래하는 철새들이 쉬어가는 주요 휴식처이다. 조류는 여러 가지의 천연 기념물이 있다. 짐승은 1973년 경비대에서 토끼를 방목하였으나 지금은 한 마리도 서식하지 않는다. 곤충은 7목 26과 37종이 서식하고 있다. 인근 해양에는 파랑돔, 가막베도라치, 일곱줄얼게비늘, 넙치, 미역치, 주홍감펭 등 다양한 어류가 서식하고 있다. 또한 대구지방환경청은 지난 2007년 5월부터 6개월 동안 경북대학교 울릉도·독도연구소와 공동으로 네 차례에 걸쳐 이 섬의 생태계를 조사한 결과 이 섬에 무척추동물 26종이 살고 있다는 사실을 2007년 12월 11일에 발표했다. 2013년에는 시베리아의 텃새인 솔양진이 수컷 한 개체가 남한 지역에서는 처음으로 동도에서 발견되었다. 바다사자(강치). 바다사자(독도강치)는 동해 연안에 서식하던 강치의 아종이다. 현재 멸종되었다고 알려진 동물로, 조선시대 사람들은 이들을 "가제" 또는 "가지"로 불렀으며 이 섬을 중심으로 동해에 수만 마리가 서식했다고 한다. 이들이 머물렀다는 가제바위가 독도에 남아 있다. 러일 전쟁 전후로 가죽을 얻기 위해 시작된 일본인들의 무분별한 남획으로 바다사자는 서서히 그 모습을 감추었으며 1974년 홋카이도에서 새끼 강치가 확인된 이후로 목격되지 않는다.
독도

1905년 일본 시마네현이 이 섬을 편입한 이후 일본인들의 어획이 시작되었지만, 1905년 이전에 울릉도에 살던 한국인들이 1904년과 1905년에 독도에서 강치를 잡아 매년 가죽 800관(600엔)씩 일본에 수출한 기록이 1907년 시마네현 다케시마 섬 조사단의 오쿠하라 헤키운이 쓴 책 '죽도 및 울릉도'에 나온다. 식물. 박선주 등이 2008년과 2009년에 걸쳐 실행한 독도의 식물상 및 식생 조사에서는 독도의 식물은 29과 48속 49종, 1아종 3변종 총 53종류로 조사되었다. 이 중 특산식물은 섬기린초와 섬초롱꽃 2종류이고, 귀화식물은 갓, 방가지똥, 큰이삭풀, 콩다닥냉이, 흰명아주, 둥근입나팔꽃 6종류가 있다. 식생형은 주로 해국-땅채송화, 해국-갯제비쑥, 왕호장근-도깨비쇠고비, 돌피, 물피군락 등으로 구분된다. 경사가 급하여 토양이 발달하지 못하였고, 비는 내리는 대로 배수되어 수분이 부족하여 자생하는 식물이 적으나 울릉도에서 씨앗이 날아와 50~60종의 풀과 나무가 있다. 이 섬에 사는 식물은 키가 작아 강한 바람에 적응하고 잎이 두껍고 잔털이 많다. 물론 가뭄과 추위에도 잘 견딘다. 2007년 12월, 외부에서 들여와 직접 심은 나무 가운데 무궁화, 후박나무, 곰솔, 향나무 등이 대부분 말라 죽은 것으로 알려졌다. 인근 얕은 바다에는 모자반, 대황 등의 해양식물이 군락을 이루고 있다.
독도

독도 사철나무는 독도에서 현존하는 수목 중 가장 오래된 나무로 독도에서 생육할 수 있는 수종이라는 의미뿐만 아니라, 국토의 동쪽 끝 독도를 100년 이상 지켜왔다는 영토적·상징적 가치가 큰 점을 감안하여 2012년 10월 5일 대한민국의 천연기념물 제538호로 지정되었다. 박테리아. 섬 일대는 '박테리아의 보고'로 불릴 만큼 다양한 종의 박테리아가 많이 서식하는 곳이다. 2015년 기준으로 이 섬에서 발견된 신속은 7속, 기타 신종 박테리아는 44종에 이른다. 발견된 신종 박테리아들의 학명에는 독도니아 동핸시스, 독도넬라 코레엔시스, 동해아나 독도넨시스 등과 같이 '독도'나 '동해'의 명칭이 포함되었다. 독도에서 발견된 박테리아들로 인해 2005년부터 2008년까지 대한민국이 3년 연속으로 신종 세균 발표 건수 1위를 차지했다. 매장 자원. KAIST 생명공학과의 조사에 따르면, 섬 근해 해저에 이른바 '불타는 얼음'으로 불리는 메탄 하이드레이트(methane hydrate, 고체 천연가스 또는 메탄 수화물)가 확인된 양만 약 6억 톤가량 매장되어 있다고 밝혀졌다. 메탄 하이드레이트는 녹으면서 물과 메탄 가스를 발생시켜 효용가치가 큰 미래 청정자원으로 주요 선진국의 개발·연구 대상으로 주목받는 자원이다. 해양. 독도 주변은 쿠로시오 지류인 따뜻한 대만남류와 찬 북한 해류가 만나는 지역으로, 영양염류가 풍부하며, 이로 인한 동·식물 플랑크톤이 다양하고, 경제적 가치가 높은 회유성 어족이 다량 분포하고 있다.
독도

독도는 지형적으로 수심 2,068 m 정도 되는 동해 새중에서 분출한 화산성해산으로, 물위로 솟아있는 독도의 면적은 비록 작지만(0.186km2), 수면아래 독도의 면적을 합하면 울릉도의 2배 이상되는 거대한 해산이며, 동도와 서도를 중심으로 주변에 물개바위를 비롯한 크고 작은 32개 이상의 바위섬과 암초가 있어 단단한 바닥에 부착하여 생활하는 해양 저서생물에게 좋은 서식지를 마련하고 있다. 독도의 바다는 난류와 한류가 만나는 곳으로 생물종이 다양하고 수산자원이 풍부한 곳으로 섬 주변에는 감태, 대황, 모자반 등 해조류를 비롯하여 게류, 고둥류가 넓게 서식하고 있고, 어류로서는 볼락, 자리돔, 도화돔 등의 냉온대성, 온대성 및 아열대성 생물종이 집합하여 서식하고 있다. 또한 독도의 섬효과를 통해 깊은 바다의 영양염류가 표층으로 용승되어 플랑크톤을 먹이로 하는 동해의 회유성 및 독도 정착성 어종의 치어와 유어들이 모여 사는 산란장 내지 성육장의 기능으로서도 중요한 어장이다. 해양 생물. 국립수산과학원에서 동도와 서도 주변연안 및 수중생태를 조사한 바에 의하면 해양·자포동물 22종, 고둥류 30종, 극피동물 23종, 갑각류 22종, 갈조식물류 17종과 어류 17종 등 총 169종이 서식하고 있는 것으로 나타났다. 독도 주변연안에서 서식하고 있는 갑각류 중에서 도화새우, 물렁가시붉은새우, 가시배새우를 통틀어 '독도새우'라고 부르고 있다.
독도

환경 오염. 독도에 하수처리시설이 설치된 이후, 그 오작동으로 인해 독도 경비대나 등대 관리자와 같은 거주자들로부터 발생한 오수가 바다에 그대로 쏟아지는 일이 반복돼 독도 부근은 심각한 바다 오염의 우려가 높다. 독도 부근 바다에서는 바닷물이 우윳빛으로 변하거나, 해초들이 죽고 산호초가 석회화되는 현상이 발견되고 있다. 현재는 이러한 오염을 줄이기 위한 공공 단체와 시민 조직에 의한 노력이 진행 중이다. 교통. 선착장. 동도에 선착장과 접안 시설(1997년 11월 완공, 1998년 8월 지적공부에 등록) 80미터로 500톤급 선박 접안이 가능하며, 유인 등대 1기가 설치되어 있다. 여객선. 대저해운에서 포항~울릉도~독도 구간을 1일 2회 운항한다. 단 풍랑 등 기상특보가 발생시 결항될 수 있다. 헬기장. 동도에 있는 독도헬기장()은 경찰청이 관할하는 헬리콥터 이착륙장이다. 동도에 있기 때문에 '동도 헬기장'으로도 불린다. 2008년 국제민간항공기구(ICAO)로부터 지명약어 RKDD를 부여받았다. 통신. 2013년 6월 12일 한국방송통신전파진흥원(KCA) 경북본부와 대구·경북 소재의 이통3사 및 협력사 공동 주관으로 독도에 입도해 독도의 전파환경을 측정한 결과 독도는 방송, 통신뿐 아니라 아마추어 무선 주파수까지 모두 양호하게 도달되며, 최신 초고속 광대역 통신인 롱텀에볼루션(LTE)까지 끊김없이 전달된 것으로 조사됐다.
독도

주요 시설. 서도. 경비대 30여명이 생활하고 방문객들이 방문하는 경로인 동도와는 달리 주로 주민 숙소로 이용되는 서도는 시설물이 그리 많지 않은 편이다. 기타. 문화재청은 이명박 정부 때인 2008년 독도 대포(大砲)의 문화재 지정을 추진했으나 좌절됐다. 당시 국무총리와 외교통상부 장관이 한일 정상회담을 앞두고 ’일본을 자극할 수 있다‘는 이유로 반대했기 때문으로 전해졌다. 이후 이건무 전 문화재청장과 엄승용 전 문화재청 사적명승국장, 독도단체 및 문화재계 관계자들이 독도 대포의 영토주권 수호 상징성과 보존가치를 고려해 문화재 지정 재추진을 주장(서울신문 2014년 8월 15일자 8면)했으나 지금까지 정부나 지자체에서 별다른 움직임이 없다. 관련 문화. 전설. 독도와 관련되어 전해 내려오는 전설이 여러 있는데, 그중에 하나가 '구멍바위' 형성에 관한 전설이다. 전설에 따르면, 먼 옛날 힘센 노인 하나가 노인의 집 앞을 가리고 있던 바위를 묶어 배를 타고 옮기던 중에 다른 바위를 던져 바위에 구멍을 내고 난 후 독도에서 좌초되어 지금의 자리에 구멍바위가 있게 되었다는 것이다. 관광. 본래 이 섬은 대한민국에서 천연기념물로 지정되어 있어서 입도가 제한되었으나 2005년 3월 24일 대한민국 정부가 일본의 영유권 주장에 대항하기 위한 대책의 일환으로 입도 허가제를 신고제로 변경함으로써 동도 선착장에 한해서 하루 1,800명씩 일반인의 관광을 허용했다. 학술 조사와 같이 관광 이외의 목적으로 이 섬을 방문할 경우에는 14일 전에 신청서를 제출해야 한다.
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기념 사업. 고종이 대한제국칙령 제41호 1900년 10월 25일로 독도를 울릉도의 부속 섬으로 제정된 일을 기념하기 위해 제정된 독도의 날이 기념일로 잘 알려져 있다. 1954년 9월 15일 대한민국은 3종의 독도 우표 3000만 장을 발행했는데 2환권과 5환권은 각각 500만 장, 10환권은 2000만 장이 팔렸다. 일본 외무성에서 독도 우표가 붙은 우편물을 받지 않겠다고 했으나, 만국우편연합(UPU) 규정중 '우편물 중계의 자유보장' 조항에 따라 허용하기로 하였다. 일본은 항의의 표시로 독도 우표가 붙은 한국 우편물에 먹칠을 해서 배달을 하였다. 대한민국은 이 섬을 도안으로 한 우표를 2002년과 2004년 1월 두 차례 더 발행했다. 2002년 8월 1일 내고향 특별우표 시리즈(32종)중 경북편에도 독도우표가 포함, 90만장이 발행되었으나 당시 일본의 항의는 없었다. 2004년 1월 대한민국이 독도 우표 4종 224만장을 발행하자 가와구치 일본 외상은 독도의 영유권을 주장하는 일본의 입장과 한국의 우표발행이 만국우편연합헌장의 정신에 위배된다고 주장하고 주일 한국대사에게 항의하였다. 2004년 6월 조선민주주의인민공화국에서 이 섬이 조선의 영토임을 보여주고 있는 고지도를 도안으로 한 우표를 발행하였으며 2006년 8월에는 도안이 약간 수정되어 대한민국에서 판매되기도 하였다. 대한결핵협회는 2006년 크리스마스 실로 독도의 자연을 그린 '아이러브 독도'를 발행하였다.
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독도함(獨島艦, LPH-6111)은 대한민국 해군의 독도급 강습상륙함의 첫 번째 함이다. 독도의 이름을 함명으로 정하였다. 실제로는 LHD(다목적 강습상륙함)의 기능을 갖고 있으나, 공식적으로는 LPH(강습상륙함)라고 불리고 있다. 2002년 10월 말에 한진중공업이 대한민국 해군으로부터 수주를 받아 건조를 시작한 뒤, 2005년 7월 12일 진수하였고 2006년 5월 22일부터 시운전을 시작하여 2007년 7월 3일 취역하였다. 2010년 3월 천안함 침몰 사고 수색구조 작전에 투입되었다. 학문. 한국복지사이버대학에 2012년 독도학과가 개설되어 2014년 첫 졸업생을 배출하였다. 정치·경제·사회·문화·지리·환경·역사학적 관점에서 체계적으로 연구하고 교육할 수 있는 학문적 기반 구축을 위해 전국 최초로 개설되었으며, 울릉군수와 독도경비대장 등 독도와 관련해 직·간접적으로 업무를 담당하고 있는 여러 인사들뿐만 아니라, 교육계 전문가, 독도 관련 시민사회단체 대표 등 사회 각계각층에서 활발한 활동을 전개하는 인사들이 재학 중이거나 졸업하였다. 대중 문화. 1982년에 한국방송의 PD였던 박문영은 이 섬을 주제로 한 노래 〈독도는 우리 땅〉을 만들어 코미디 프로그램인 《유머 일번지》를 통해 발표했는데, 곧 정광태의 정식 음반이 출시되면서 큰 인기를 모았다. 그 밖에도 박명수의 〈We Love 독도〉 등 수많은 연예인과 가수들이 독도에 관한 노래를 발표해 왔다. 2004년에 대한민국과 조선민주주의인민공화국에서 공동으로 개발한 모바일 게임인 〈독도를 지켜라〉가 대한민국으로 수출되었다.
독도

이 게임은 통일부로부터 외교적인 문제를 피할 것을 요청받아 〈섬을 지켜라〉로 이름을 바꾸었으나 네티즌들의 항의로 다시 〈독도를 지켜라〉로 바뀌었다. 2016년에는 경상북도문화콘텐츠진흥원에서 애니메이션 를 제작했다.
엔트로피 부호화

엔트로피 인코딩 혹은 엔트로피 부호화()는 심볼이 나올 확률에 따라 심볼을 나타내는 코드의 길이를 달리하는 부호화 방법이다. 보통 엔트로피 인코더는 모든 심볼에 대해 같은 길이를 갖는 코드를 심볼이 나올 확률값의 음의 로그에 비례하는 서로 다른 길이의 코드로 바꾸어 부호화한다. 즉 가장 자주 나오는 심볼에 대한 코드가 가장 짧다. 새넌 정리(Shannon's source coding theorem)에 따르면, 가장 좋은 코드 길이는 "b"를 부호화할 진수(2진수로 부호화 할 경우에는 b=2가 된다), "P"를 심볼이 나올 확률이라고 할 때 −log"bP"라고 한다. 엔트로피 코딩 중에 가장 자주 쓰이는 세 가지는 허프만 부호화, 범위 부호화와 산술 부호화이다. 이 부호화 기술들은 입력 데이터의 값 분포에 따라 할당 방법이 동적으로 변화하기 때문에, 별도로 분포에 대한 정보를 가지고 있거나 보내 주어야 한다는 부담이 있다. 데이터 스트림의 대략적인 엔트로피 성질을 미리 알고 있을 때에는(특히 신호 압축에서) 범용 부호 기술로서 단항 부호, 엘리어스 감마 부호, 피보나치 부호, 골롬 부호, 라이스 부호 등을 쓰기도 한다.