heegyu/kowiki-sentences huggingface dataset:
그는 1944년 제2차세계대전 당시 공군장교로서 참전하고 비행 도중에 행방 불명되었다.
생텍쥐페리는 프랑스의 리옹에서 태어나 다카르에서 툴루즈까지 우편물을 항공 수송하는 회사에 다녔다.
이후 제2차 세계 대전 초기에 공군에서 활동하다가 1940년에 프랑스 북부가 나치 독일에 점령되자 미국으로 망명하였다.
이후 1943년부터 다시 프랑스의 공군 조종사로 활동하다가 1944년 7월 그의 마지막 비행에서 실종됐다(추락사
로 추정). 1990년 그의 유품으로 보이는 비행기 부품이 발견되었다.
체험을 토대로 한 소설로 명성을 얻는다.
행동주의 문학으로서 위험 상황 속에서 높은 인간성과 연대 책임 등을 실천적 관계에서 택하여 신선한 세계를 창조하였다고 평가된다.
앙투안 드 생텍쥐페리의 저작물들은 "프랑스를 위해 싸우다 숨진 사람들"(Mort pour la France)의 저작권을 추가로 보호하는 프랑스 저작권법에 의해 저작권을 30년간 추가로 보호받는다.
생택쥐페리의 작품들은 대부분의 국가에서 2015년부터 퍼블릭 도메인이지만 프랑스에서는 2045년까지 저작권이 소멸하지 않는다.
피아노는 다음을 가리킨다.
피아니스트(pianist)는 피아노를 전문으로 연주하는 사람이다.
돌림노래 또는 윤창(輪唱)은 같은 선율을 시간차를 두고 여러 성부에서 부르는 노래로 카논의 일종이다.
한 예로 다섯 성부가 같이 부르는 〈동네 한 바퀴〉가 있다.
푸가나 카논처럼 대위법적 수법으로 처리된 중창 또는 합창이다.
즉 2성부 이상의 각 성부가 같은 멜로디를 같은 간격으로 차례차례 모방하고, 끝나면 다시 멜로디의 처음으로 되돌아가는 일을 반복한다.
멜로디는 같은 길이의 몇 개의 부분으로 나뉘고, 그 각부분은 다른 부분과 화성적으로 협화하도록 만들어졌다.
즉 그 멜로디가 ABCD의 4부분으로 되어 있다면, 제1성부가 A를 노래부른 뒤 B를 부르기 시작함과 동시에 제2성부가 A를 부르기 시작한다.
이리하여 제4성부가 A를 부르기 시작하였을 때는 제1성부는 D를 부르게 되어 A-D의 4성부는 훌륭한 하모니(화성)를 이룬다.
그리고 D를 끝마친 제1성부는 다시 A로 돌아온다.
이와 같이 회전하듯이 반복하는 데서 윤창(라운드)의 이름이 생겼다.
또 같은 멜로디를 모방하는 데서 카논의 일종이라 생각된다.
끝의 16분음표를 빼면 모두 으뜸화음 C-E-G의 구성음으로만 이루어져 있다.
〈프레레 자크〉는 여러 개의 화음으로 이루어져 있다.
모든 선율을 두 마디 안에 모으면 다음과 같다.
위에서 둘째 박은 속7화음을 나타내고 있다는 것을 알 수 있다.
《세 대의 바이올린과 계속저음을 위한 카논과 지그 라 장조》()는 요한 파헬벨의 작품 중 가장 널리 알려진 곡이며, 전반부의 카논은 흔히 ‘파헬벨의 카논’으로 알려져 있다.
4분의 4박자의 카논이며, 베이스의 고집저음과 이에 기반한 반복되는 화성을 기초로 하고 있다.
이 코드 진행은 현대 만들어지는 곡에도 널리 쓰이고 있다.
예를 들어 이민섭의 당신은 사랑받기 위해 태어난 사람(D), 자전거 탄 풍경의 '너에게 난 나에게 넌'(G), 서영은의 '혼자가 아닌 나'(Bb), 백지영의 '사랑 안 해'(G) 등이 있다.
파헬벨의 카논을 편곡한 작품이 많다.
원래는 세 대의 바이올린과 통주저음을 위한 곡이며 원래는 카논에 지그가 따라 붙지만 현재는 다른 악기로 편곡이 많고 지금은 거의 연주하지 않는다.
곡의 분위기는 조용하고 차분하며 같은음이 반복되는 특징이 있다.
영화 엽기적인 그녀의 주제곡인 김형석의 편곡도 유명하다.
총 6 성부로 구성되었으며, 4성부는 원 가사를, 나머지 2성부는 조화되는 음성을 가지도록 되어 있다.
작자는 미상이며, 1260년대의 것으로 추정되고, 가사는 중세 영어로 되어 있다.
대한민국에서는 흔치는 않지만, 2006년에는 교과서에 수록되기도 했다.
다만, 연주를 어떤 조성에서 해야할지는 풀리지 않는 숙제이다.
라 장조에서 하기도 하고, 내림 마 장조에서 하기도 하며, 바 장조에서 하기도 한다.
원본에는 내림마장조~바장조로 기재되어 있다.
프티프랭스(프랑스어: Petit-Prince)는 소행성 45 외제니아 주위를 도는 소행성 위성이다.
1998년에 하와이 마우나케아 산에 있는 캐나다 프랑스 하와이 망원경으로 발견되었다.
프티프랭스는 "어린 왕자"라는 뜻으로, 2003년에 붙여진 이름이다.
모소행성인 외제니아의 어원이 된 외제니 황후와 나폴레옹 3세의 아들인 나폴레옹 외젠 왕자, 그리고 앙투안 드 생텍쥐페리의 소설 《어린 왕자》에 빗대어 붙여졌다.
소설 속의 어린 왕자는 소행성에서 사는데, 그 소행성에는 이름이 없고 B612라는 식별번호만 붙어 있다.
45 외제니아의 지름이 214 km인 데에 비해 프티 프랭스의 지름은 13 km이고, 약 5일의 주기를 두고 공전한다.
프티프랭스가 발견되기 전에 알려진 소행성의 위성은 갈릴레오 호로 발견한 243 이다 주위를 도는 다크틸 하나뿐이었다.
프티 프랭스는 지구 위의 망원경으로 발견한 최초의 소행성 위성이다.
《봉신연의》(封神演義)는 중국의 고전 소설이다. 《봉신방》(封神榜) 또는 《봉신전》(封神傳)이라는 별칭으로도 불린다.
중국 사대기서에는 들지 못하며 문학적으로는 그다지 높은 평가를 받지 못한다.
저자는 육서성(陸西星)이라는 설도 있고 허중림(許仲琳)이라는 설도 있어 분분하나 명(明)나라 때의 작품임은 확실하다.
중국 고대에 은(殷)나라에서 주(周)나라로 바뀌는 왕조 교체기를 다루고 있으며, 이전부터 내려오던 무왕벌주평화(武王伐紂平話)가 그 원전이다.
작품 전면에 삼교합일(三敎合一 : 유교, 불교, 도교를 하나로 합침) 사상이 나타나 있으며, 특히 도교 사상의 집대성이라 할 수 있다.
전기적(傳奇的) 요소도 강하게 띠고 있다.
은나라 30대 군주 주왕은 초기에는 훌륭한 정치를 했으나 기주후 소호의 딸 달기를 후궁으로 맞아들이면서 타락하고 폭군 정치를 한다.
황후(皇后) 강씨(姜氏)는 달기의 모함으로 죽임을 당하고 이어 아내와 동생을 달기 때문에 잃은 무성왕(武成王) 황비호가 은나라와 결별하고 당시 서백후(西伯侯) 희창 (그 역시 달기 때문에 맏아들을 잃었음)이 다스리던 서기(西岐)로 귀순한다.
그 사이에 강자아 (태공망)가 곤륜산 선인계의 지시대로 왕조를 교체하는 역성혁명과 요괴 선인들을 봉신대에 가두는 봉신계획을 수행할 동지들을 모은다.
2019년판 봉신연의는 인터넷 비디오 채널 플랫폼인 망고 TV, 넷플릭스 등에서 방영된 봉신연의이다.
이 위성은 갈릴레오 호가 1993년에 이다에 접근 통과하면서 찍은 사진에서 발견되었다.
이 사진으로 소행성 위성의 존재가 확실히 증명되었다.
촬영 당시 다크틸은 이다에서 90 킬로미터 떨어져 있었으며 순행 궤도를 따라 움직이고 있었다.
다크틸의 표면은 모 소행성인 이다처럼 충돌구로 심하게 뒤덮여 있으며, 구성 성분 역시 이다와 비슷하다.
그 생성 기원은 불확실하지만 접근 통과 때 수집된 증거는 이것이 코노리스 계열 소행성의 파편일 가능성을 시사하고 있다.
1994년 2월 17일에 갈릴레오 임무 연구원 앤 하치는 우주선에서 수신받은 사진들을 검토하는 도중에 위성을 발견했다.
갈릴레오는 1993년 8월에 5시간 30분 간격으로 이 위성을 관측하여 47장의 사진을 전송했다.
위성이 처음 사진에 잡혔을 때, 우주선은 이다에서 10,760 킬로미터 떨어져 있었고 위성에서는 10,870 킬로미터 떨어져 있었으며, 이때보다 14분 전에 갈릴레오는 위성과 최대 근접했다.
위성은 임시적으로 1993 (243) 1이라고 지정되었으며, 1994년에 국제천문연맹에 의해 그리스 신화에서 크레타 섬 이다 산에 살았다는 전설상의 종족 다크틸로이의 이름을 따 다크틸이라고 명명되었다.
다크틸은 달걀 모양이지만 상당히 구형에 가까운 천체로, 크기는 약 1.6 × 1.4 × 1.2 킬로미터로 측정되었다.
다크틸도 이다처럼 충돌구 생성의 집중 포화를 맞았다.
다크틸은 직경이 80 m 이상인 충돌구들이 상당량 존재하며, 이것으로 보아 지금까지 수많은 충돌 사건이 발생했던 것으로 보인다.
최소 6개 이상의 충돌구들이 선형 사슬 구조를 이루고 있는데, 이 구조는 아마도 이다에서 국지적으로 분출된 파편들 때문에 생긴 것으로 추측되고 있다.
다크틸의 충돌구에서는 이다에서 발견되지 않는 중앙 봉우리가 발견되기도 한다.
이런 특징들과 다크틸의 타원형 생김새는 이 천체가 작은 크기에도 불구하고 중력적으로 제어를 받고 있다는 것을 의미한다.
다크틸은 여러 모로 이다
를 닮았는데, 알베도와 반사 스펙트럼은 매우 비슷하다.
한편 우주 풍화 작용은 다크틸이 조금 덜 활발하다는 차이점이 있다.
또한 다크틸은 크기가 너무 작기 때문에 상당량의 레골리스를 형성할 수 없다.
이는 두꺼운 레골리스층으로 덮여 있는 이다와 대조적이다.
다크틸이 이다 주위를 공전하는 궤도는 정확히 밝혀지지 않았다.
갈릴레오가 다크틸 사진 대부분을 촬영할 당시 다크틸의 궤도면상에 있었기 때문에 다크틸의 궤도를 정확하게 측정하는 것이 어려워졌다.
다크틸은 궤도를 따라 순행 운동을 하며, 이다의 적도와 약 8° 각도를 이루고 있다.
컴퓨터 시뮬레이션 결과, 다크틸이 안정된 궤도를 유지하기 위해서는 그 근점이 이다로부터 최소 65 킬로미터 이상 떨어져 있어야 한다.
궤도 시뮬레이션의 경우, 다크틸의 궤도가 갈릴레오가 1993년 8월 28일 UT 16시 52분 05초에 다크틸을 관측했던, 이다에서 약 90 킬로미터 떨어진 황경 85° 지점을 지나야 하기 때문에 추측 궤도의 범위가 다소 좁혀졌다.
1994년 4월 26일에는 허블 우주 망원경이 이다를 8시간동안 관측했으나 다크틸을 발견할 수 없었다.
다크틸이 이다에서 700 킬로미터만 더 떨어져 있었어도 관측이 가능했을 것이다.
다크틸의 공전 주기는 약 20시간이고, 이다 주위를 원 궤도를 따라 공전한다고 추측된다.
공전 속도는 대략 10 m/s로, "빠르게 뛰는 사람이나 느리게 던져진 야구공" 정도의 속도이다.
다크틸은 이다와 같은 때에 코로니스 모천체에서 형성된 것으로 생각된다.
그러나 비교적 최근에 이다에 다른 천체가 충돌하여 그 산란물로서 생겨났을 가능성도 있다. 하지만 이다의 중력에 잡혀서 위성이 되었을 가능성은 지극히 낮다.
다크틸은 약 1억 년에 걸쳐서 수많은 대충돌을 겼었고, 그 결과 지금의 크기까지 줄어든 것으로 보인다.
임시번호 1975 VW3였던 것에 프랑스의 작가 앙투안 드 생텍쥐페리의 이름이 붙었다.
생텍쥐베리의 소설 《어린 왕자》에서 어린 왕자는 소행성 B612에서 살고 있다.
소행성 46610 베시두즈는 프랑스어로 B612를 읽은 것이 바로 그 이름이다.
유전공학(遺傳工學)은 유전자를 조작하여 인간에게 이로운 산물을 얻어내는 공학이다.
대한민국에서는 농산물에 대해 유전자변형농산물(농림수산식품부), 이를 가공하여 만든 식품에 대해 유전자재조합식품(식품의약품안전청)이라는 용어를 사용하고 있다.
DNA를 조작하여 특정한 단백질을 대량 생산하거나 또는 농산물의 특성을 개량하는 데에 사용된다.
다음과 같은 활용법이 있다.
미생물학(微生物學, )은 미생물에 관해 연구하는 생물학의 한 분야이다.
사람 등에게 질병을 일으키는 미생물을 연구하는 분야(병원미생물학)에서 시작했으며, 세균, 고균, 진균류, 원생생물 및 바이러스 등에 관해 연구하고 있다.
이 분야에서는 기생충에 관해서도 연구하고 있다.
미생물학의 가장 기본적인 실험 내지 방법으로는 미생물의 순수 배양 기술 (분리)가 있다.
환경에서는 다양한 종류의 미생물들이 종간 상호 작용을 하고 있으며, 이러한 상호 작용을 제외하고 개별 유형의 성격을 탐구하는 미생물을 순수하게 배양하는 기술이 가장 기본적인 곳이 된다.
또한 순수 배양에는 기구의 멸균 , 및 배지의 조성 등 미생물뿐만 아니라 세포를 다루는 학문의 기초가 되는 기술이 따른다.
배지의 조성 및 온도, 배양 시간 등으로 분리할 수 있는 균이 다르다.
환경에서 가져온 흙을 소독 물 등에 현탁 정치 한 후 상징액(上澄液)을 적당히 희석하여 한천 배지에 도포한다.
적정 온도에 방치 균의 생육을 기다린다.
성장해온 식민지를 더욱 백금 등으로 한천 배지에 도포해 단일 콜로니 (단일 균체 유래 식민지)를 가져옵니다.
한천 배지에서 생육시킬 수없는 경우에 행해진다.
균을 현탁 배지를 몇 배나 희석 배양하여 단일 균체 유래의 배양액을 얻는다.
엄밀하게는 균이 얽혀 있고, 쓰레기 여러 균이 붙어 있거나하는 경우도 있으므로 유의한다.
순수 배양에 근거한 연구는 미생물학의 왕도가 되어 왔지만, 미지의 인자를 요구하는 등 순수 배양이 불가능하거나 매우 어려운 미생물을 많은 이들은 난배양성 미생물했다.
토양 등 자연계에 존재하는 미생물의 대부분은 이러한 난배 양성 미생물인 것으로 알려져있어 PCR 및 DNA 마이크로 어레이 등의 신기술을 이용한 순수 배양에 의하지 않는 연구 방법도 모색되고 있다.
세포 기초 대사 내용은 진핵 세포를 이용한 것보다 개별 세포 클론을 얻을 수 있는 미생물로부터 많은 지식을 얻을 수 있었다.
이화 , 동화는 물론 단백질과 지질 , 핵산의 생합성 등은 미생물에서 얻을 수 있었던 것으로 해도 과언이 아니다.
미생물의 증식에 관한 실험에서 세포의 영양 요 구성 및 유전자 발현의 조절 등 같은 일들이 이해되고 있다.
또한 영양 요뿐만 아니라 환경 요인의 요청 (온도, pH , 산소 등)에 대해서도 그 지식을 얻을 수 있다.
안토니 반 레벤후크의 발명한 현미경은 미생물의 개념을 소개했지만, 현미경을 이용한 세포의 관찰은 현재에도 필요 불가결한 것이다.
현재는 전자 현미경을 비롯한 많은 고성능 현미경이 개발되고 있지만, 그 결과 미생물 표면에 존재하는 편모 운동이나 단백질의 거동 등이 밝혀지고 있다.
미생물의 배양에서 원래 주식의 완전한 복제가 일반적으로 얻을 수 있지만, 일정 확률로 성상 약간 다른 변종이 얻어진다.
돌연변이의 개념을 소개한 것은 미생물학의 업적 중 하나이며, 돌연변이 유도를 비롯해 상동 재조합 , 형질 전환 , 접합, F 인자 전달 형질 도입과 현재 분자 생물학에 매우 중요한 많은 방법을 제공하여 왔다.
미생물은 형태가 작기 때문에 모양이 단순하고, 다세포 생물처럼 그 표현형에서 분류하는 것은 어렵다.
저기 위의 미생물학적 지식을 이용하여 분류하는 것은 불가능하지 않다.
또한 표현형의 평가가 어렵기 때문에 16S rRNA 계통 분석과 같은 유전자를 이용하여 분류할 잉태되고 있다.
조류와 원생동물에서는 모양이 중요시되지만, 전자 현미경 수준의 구조가 밝혀질수록, 외형보다 편모 장치 등의 미세 구조가 중시되게 되었다.
균류는 생리 작용에 의한 판별과 형태가 모두 중시되고 원핵생물은 외모적인 형태의 분류는 대부분 어려우므로 생리 작용, 예를 들어 다양한 물질의 분해능이 중시되었지만 이들도 점차 분자 유전 형질 등에 중점을 옮기고 있다.
탄소, 질소를 비롯한 많은 물질이 생태계 속을 순환하고 있지만, 안에는 미생물에 독특한 반응도 존재하고 물질 순환에 수행 미생물의 역할은 상상 이상으로 큰 것이 좋다.
이 학문은 특히 미생물 생태학 적으로 알려져 있다.
또한 미생물 간의 종간 상호 작용도 연구가 진행되고 있다.
탄저균을 비롯한 많은 미생물은 인간에 대한 병원성을 가지고 있으며, 질병의 면에서도 많은 미생물이 연구되어왔다.
인공 면역 요법, 위생적인 방법과 현재의 의학에서도 빠뜨릴 수없는 많은 기술이 미생물에서 태어난다.
또한 바이러스에 대해서도 병원성 (담배 모자이크 병)에서 발전한 개념과 학문의 하나이다.
또한, 일본에서는 병원성 미생물을 취급하는 학문으로서 세균이라는 특정 분야를 마련하고 있다.
탄수화물(炭水化物, )은 탄소(C), 수소(H), 산소(O) 원자로 구성된 생체분자로 보통 수소 원자 : 산소 원자의 비율이 2 : 1이며, 일반적으로 Cm(H2O)n으로 나타낼 수 있다(여기서 m과 n은 다를 수 있다). 이러한 화학식은 단당류에서도 적용된다.
몇 가지 예외가 있는데, 예를 들어 DNA의 당 성분인 디옥시리보스는 화학식이 C5H10O4이다.
탄수화물은 기술적으로 탄소의 수화물이다.
구조적으로 알도스 및 케토스로 탄수화물을 보는 것이 더 정확하다.
"탄수화물"이란 용어는 생화학에서 가장 흔한 용어 중 하나인데, 탄수화물은 당류(糖類, saccharide)의 동의어로 당, 녹말, 셀룰로스 등을 포함하는 그룹이다.
탄수화물은 단당류, 이당류, 올리고당 및 다당류의 4가지 화학 그룹으로 분류된다.
탄수화물은 생물에서 다양한 역할을 수행한다.
다당류는 에너지 저장(예: 녹말, 글리코젠) 및 구조적인 성분(예: 식물의 셀룰로스, 절지동물의 키틴)으로 역할을 한다. 5탄당인 리보스는 조효소(예: ATP, FAD, NAD+)의 주요 성분이며, 유전 물질인 RNA의 골격을 구성하는 성분이다.
디옥시리보스는 DNA의 구성 성분이다.
탄수화물과 탄수화물 유도체에는 면역계, 수정, 발병 예방, 혈액 응고 및 발생에서 중요한 역할을 하는 다른 많은 생체분자들이 포함된다.
녹말과 당(sugar)은 사람의 식단에서 가장 중요한 탄수화물이다.
녹말과 당은 다양한 자연 식품 및 가공 식품에서 발견된다.
녹말은 다당류로 곡물(밀, 옥수수, 쌀), 감자 및 빵, 피자와 같은 밀가루를 기본으로 한 가공 식품에 풍부하다.
당은 사람의 식단에서 주로 설탕(사탕수수 또는 사탕무에서 추출한 수크로스), 젖당(우유에 풍부), 포도당과 과당(둘 다 꿀, 많은 과일, 일부 채소에 자연적으로 포함되어 있음)으로 나타난다.
설탕, 우유, 꿀은 종종 잼, 비스킷, 케이크와 같은 여러 음식과 음료에 첨가된다.
모든 식물의 세포벽에서 발견되는 다당류인 셀룰로스는 불용성 식이 섬유의 주성분 중 하나이다.
불용성 식이 섬유는 소화되지는 않지만, 배변을 용이하게 하여 소화계를 건강하게 유지할 수 있게 도와준다.
식이 섬유에 함유된 다른 다당류에는 저항성 녹말과 이눌린이 포함된다.
이들 다당류들은 대장의 미생물총 중 일부 세균에 영양을 공급하고, 이들 세균에 의해 대사되어 짧은 사슬 지방산을 생성한다.
식품과학 및 많은 비공식적인 상황에서 "탄수화물"이라는 용어는 종종 복합 탄수화물(complex carbohydrate)인 녹말이 특히 풍부한 식품(예: 곡물, 빵, 파스타)를 의미하거나, 당처럼 단순 탄수화물(simple carbohydrate)이 풍부한 식품(예: 사탕, 잼, 디저트)를 의미한다.
종종 미국 농무부 식품영양성분 데이터베이스(USDA National Nutrient Database)와 같은 영양성분표의 목록에서 "탄수화물"이라는 용어는 물, 단백질, 지방, 무기염류, 에탄올 이외의 모든 것에 사용된다.
여기에는 일반적으로 탄수화물로 간주되지 않는 아세트산 또는 젖산과 같은 화합물도 포함된다.
또한 식이 섬유는 탄수화물이지만, 식품 에너지(열량)에는 거의 기여를 하지 못한다.
종종 식이 섬유는 당류로 취급되어 식품의 전체 에너지 계산에 포함되기도 한다.
엄격한 의미에서 "당(sugar)"은 단맛이 나고, 물에 잘 녹는 탄수화물을 뜻하며, 이들 중 다수는 음식에 사용된다.
화학에서 "탄수화물"이란 용어는 과거에 화학식이 Cm(H2O)n인 화합물에 사용되었다.
이러한 정의에 따라, 일부 화학자들은 포름알데하이드(CH2O)를 가장 단순한 탄수화물이라 간주했었고, 어떤 화학자들은 글리콜알데하이드(C2H4O2)를 가장 단순한 탄수화물이라 간주하기도 했었다.
오늘날 탄수화물은 하나 또는 두 개의 탄소 원자를 가진 화합물을 제외하고, Cm(H2O)n의 화학식에서 벗어난 많은 생물학적 탄수화물들을 포함하는, 생화학적 의미에서 일반적으로 이해된다.
예를 들어, 탄수화물은 종종 N-아세틸기(예: 키틴), 황산기(예: 글리코사미노글리칸), 카복시기(예: 시알산), 디옥시 변형(예: 푸코스, 시알산)과 같은 작용기를 가질 수도 있다.
천연적인 탄수화물은 일반적으로 화학식이 (CH2O)n (여기서 n은 3이상)을 갖는 단당류로 구성된다.
전형적인 단당류는 많은 하이드록시기를 가지고 있는 알데하이드 또는 케톤이며, 보통 알데하이드 또는 케톤 작용기를 갖고 있지 않는 탄소 원자에 하이드록시기가 하나씩 첨가되어 있다.
단당류의 예로는 포도당, 과당, 글리세르알데하이드 등이 있다.
그러나 일반적으로 "단당류"라고 불리는 일부 생물학적 물질들은 이러한 화학식 (CH2O)n 을 따르지 않는다(예: 우론산 및 푸코스와 같은 디옥시당). 그리고 이러한 화학식 (CH2O)n 을 따르지만, 단당류로 간주되지 않는 화학물질들(예: 포름알데하이드(CH2O) 및 이노시톨(C6H12O6)도 있다.
선형의 단당류는 알데하이드/케톤의 카보닐기(C=O)와 하이드록시기(–OH)가 반응하여 헤미아세탈/헤미케탈을 형성하는 고리형과 공존한다.
단당류들은 다양한 방법으로 다당류(또는 올리고당류)를 형성할 수 있다.
많은 탄수화물들은 하나 이상의 작용기가 대체되거나 제거된 하나 이상의 변형된 단당류 단위체를 포함한다.
예를 들어, DNA의 구성 성분인 디옥시리보스는 리보스의 변형이고, 키틴은 글루코스에 질소가 함유된 형태인 N-아세틸글루코사민을 단위체로 하는 중합체이다.
탄수화물은 폴리하이드록시알데하이드, 폴리하이드록시케톤, 이들의 단순 유도체 및 아세탈이나 케탈을 갖는 것들의 중합체이다.
탄수화물은 중합된 정도에 따라 분류될 수 있으며, 3가지 주요 그룹인 당, 올리고당류, 다당류로 나눌 수 있다.
단당류는 더 작은 탄수화물로 가수분해될 수 없다는 점에서 가장 단순한 탄수화물이다.
단당류는 2개 이상의 하이드록시기를 갖는 알데하이드 또는 케톤이다.
변형되지 않은 단당류의 일반적인 화학식은 (C·H2O)n이며, 문자 그대로 "탄소 수화물"이다.
단당류는 중요한 연료 분자이자 핵산의 구성 요소이다.
n=3인 가장 작은 단당류는 다이하이드록시아세톤, L-글리세르알데하이드, D-글리세르알데하이드이다.
포도당의 α-아노머 및 β-아노머. 5번 탄소(C-5)에 결합된 CH2OH기에 대한 아노머 탄소의 하이드록시기(적색과 녹색으로 표시된 -OH)의 위치에 주목해야 한다.
-OH와 -CH2OH가 고리 평면에 대해 서로 반대쪽(트랜스)에 위치하면 α-아노머이고, 서로 같은 쪽(시스)에 위치하면 β-아노머이다.
단당류는 카보닐기의 위치, 탄소 원자의 수, 키랄 탄소의 세 가지 특성에 따라 분류된다.
단당류의 카보닐기가 알데하이드인 경우는 알도스이고, 카보닐기가 케톤인 경우는 케토스이다.
단당류가 3개의 탄소 원자를 가지는 경우는 삼탄당(트라이오스)이라 부르고, 4개는 사탄당(테트로스), 5개는 오탄당(펜토스), 6개는 육탄당(헥소스)으로 부르는 식이다.
이러한 두 분류 체계(카보닐기의 위치, 탄소 원자의 수)는 종종 결합되어 사용된다.
예를 들어, 포도당은 알도헥소스(6탄소 알데하이드)이고, 리보스는 알도펜토스(5탄소 알데하이드)이며, 과당은 케토헥소스(6탄소 케톤)이다.
하이드록시기(-OH)를 갖는 각 탄소 원자는 첫 번째 탄소와 마지막 탄소를 제외하고는 비대칭이며, 두 가지 가능한 입체 배치(R 또는 S)를 갖는 입체 중심을 형성한다.
이러한 비대칭성으로 인해, 다수의 이성질체가 존재할 수 있다.
예를 들어, 알도헥소스인 D-포도당은 르벨-반트 호프의 규칙(Le Bel-van't Hoff rule)을 사용하여 화학식 (C·H2O)6의 6개의 탄소 원자 중 4개가 비대칭 탄소여서 D-포도당은 24=16가지의 가능한 입체 이성질체들 중 하나가 된다.
알도트라이오스인 글리세르알데하이드의 경우에 한 쌍의 가능한 입체 이성질체가 있는데, 이들은 거울상 이성질체이면서 에피머이다.
알도스인 글리세르알데하이드에 상응하는 케토스인 다이하이드록시아세톤은 입체 중심을 가지지 않는 대칭 분자이다.
D- 또는 L- 배치는 카보닐기로부터 가장 멀리 떨어져 있는 비대칭 탄소의 하이드록시기의 방향에 따라 정해진다.
피셔 투영식에서 하이드록시기(-OH)가 분자의 오른쪽에 있으면 D-당이고, 왼쪽에 있으면 L-당이다. "D-" 와 "L-" 접두사는 당이 편광 평면을 회전시키는 방향을 나타내는 "d-" 또는 "l-" 과 혼동되어서는 안된다.
고리형 및 선형 구조에서 이성질체.
선형 구조의 단당류에서 알데하이드 또는 케톤은 분자 내 다른 탄소의 하이드록시기와 가역적으로 반응하여 두 탄소 원자 사이에 산소를 갖는 헤테로고리 구조인 헤미아세탈 또는 헤미케탈을 형성한다. 5개의 원자를 갖는 고리는 푸라노스, 6개의 원자를 갖는 고리는 피라노스로 불리며, 이러한 고리형은 선형과 평형 상태로 존재한다.
선형에서 고리형으로 전환되는 동안, 아노머 탄소라고 불리는 카보닐 산소를 포함하는 탄소 원자는 두 가지 가능한 배치를 갖는 입체 중심이 된다.
산소 원자는 고리 평면의 위쪽이나 아래쪽에 위치할 수 있는데, 이런 식으로 가능한 입체 이성질체의 쌍을 아노머라고 한다.
α-아노머에서 아노머 탄소의 -OH 치환기는 -CH2OH와 고리 평면에 대해 서로 반대쪽(트랜스)에 위치한다.
-CH2OH 치환기와 아노머 탄소의 하이드록시기(-OH)가 고리 평면에 대해 서로 같은 쪽(시스)에 있는 형태는 β-아노머라고 한다.
단당류는 물질대사를 위한 주요 에너지원(포도당이 가장 중요함)으로 사용되며, 생합성 과정에서도 사용된다.
세포에서 단당류를 즉각적으로 필요로 하지 않을 때, 단당류들은 종종 공간적으로 보다 효율적인 형태인 다당류로 전환된다.
사람을 포함한 많은 동물에서 저장 다당류의 형태는 글리코젠으로 특히 간과 근육에 저장된다.
식물에서 저장되는 다당류의 형태는 녹말이다.
가장 풍부하게 존재하는 탄수화물인 셀룰로스는 식물과 조류의 세포벽을 구성하는 성분이다.
리보스는 RNA를 구성하는 성분이며, 디옥시리보스는 DNA를 구성하는 성분이다.
릭소스는 사람의 심장에서 발견되는 릭소플라빈(lyxoflavin)의 성분이다.
리불로스와 자일룰로스는 오탄당 인산 경로에서 발견된다.
젖당의 구성 성분인 갈락토스는 식물 세포막의 갈락토지질과 많은 조직의 당단백질에서 발견된다.
만노스는 사람의 물질대사에서 특히 특정 단백질의 글리코실화에서 발견된다.
과당은 많은 식물과 사람에서 발견되며, 사람의 소화 과정 중 장으로 직접 흡수되어 간에서 대사되고, 정액에서도 발견된다.
곤충의 주요 당인 트레할로스는 계속적인 비행을 지원하기 위해 2분자의 포도당으로 빠르게 가수분해된다.
이당류는 2분자의 단당류가 결합된 화합물로 엿당(포도당+포도당), 설탕(포도당+과당), 젖당(포도당+갈락토스)이 있다.
이당류는 글리코사이드 결합으로 연결된 2분자의 단당류로 구성되며, 하나의 단당류에서 수소 원자가 또 다른 단당류에서 하이드록시기가 탈수 반응을 통해 소실된다.
변형되지 않은 이당류의 화학식은 C12H22O11이다.
많은 종류의 이당류가 있지만, 몇 가지 이당류는 특히 주목할만 하다.
오른쪽 그림에 있는 수크로스(설탕)는 가장 풍부하게 존재하는 이당류이며, 식물에서 운반되는 탄수화물의 주요 형태이다.
수크로스는 포도당 1분자와 과당 1분자로 구성된다.
수크로스의 계통명은 α-D-글루코피라노실-(1↔2)-β-D-프럭토푸라노사이드이며, 다음의 4가지를 나타내고 있다.
젖당은 1분자의 D-갈락토스와 1분자의 D-포도당으로 구성된 이당류이며, 포유류의 젖에서 자연적으로 발견된다.
젖당의 계통명은 β-D-갈락토피라노실-(1→4)-D-글루코피라노스이다.
다른 주목할만한 이당류에는 엿당(D-글루코스 2분자가 α(1→4) 글리코사이드 결합으로 연결)과 셀로비오스(D-글루코스 2분자가 β(1→4) 글리코사이드 결합으로 연결)가 있다.
이당류는 환원성 이당류와 비환원성 이당류의 두 가지 유형으로 분류할 수 있다.
작용기가 다른 단당류와의 결합에 존재하는 경우, 환원성 이당류 또는 비오스(biose)라고 한다.
다당류는 단당류 분자들이 연쇄적으로 결합한 중합체이다.
녹말, 글리코젠, 셀룰로스로 구분한다.
녹말은 수만 개의 α-포도당 분자가 결합하여 생성되는데 곁가지의 유무에 따라 다시 아밀로펙틴과 아밀로스로 나누기도 한다.
대부분의 식물 세포는 에너지를 녹말의 형태로 저장한다.
동물은 대부분의 에너지를 지방의 형태로 저장하지만 간이나 근육에는 소량의 글리코젠이 들어 있다.
글리코젠의 합성과 분해는 인슐린과 글루카곤의 영향을 받는데 인슐린은 혈당량을 낮추는 작용을 하며 포도당을 글리코젠으로 바꾸고, 글루카곤은 반대로 글리코젠을 분해하여 포도당을 생성해서 혈당량을 높이는 작용을 한다.
글리코젠 또한 녹말과 같이 α-포도당 분자로 이루어져 있으나 녹말에 비해 곁가지의 수가 훨씬 더 많다.
셀룰로스는 수만 개의 β-포도당 분자가 결합하여 생성되며 대부분의 식물은 셀룰로스로 세포벽을 만든다.
사람은 셀룰로스를 분해할 수 없지만, 대부분의 초식 동물들은 장 내에 셀룰로스를 분해하는 공생 세균이 있어 이들의 도움으로 셀룰로스를 분해하여 포도당으로 분해할 수 있다.
소 안에 들어있는 세균은 셀룰로스를 분해하여 최종적으로 메탄 가스를 생성하기 때문에, 일부 과학자들은 소의 트림이 메탄 가스 생성의 주 원인이라고 주장하고 있다.
셀룰로스는 녹말이나 글리코젠과는 달리 곧은 사슬 형태로만 존재한다.
또한 셀룰로스는 물 분자를 잘 흡수하는데, 이는 섬유소가 변비를 해소하는 데 중요한 역할을 하는 것과 관련이 있다.
음식에서 섭취하는 탄수화물은 단순당인 경우 3.87 kcal/g의 에너지를, 복합 탄수화물의 경우 3.57~4.12 kcal/g의 에너지를 생산한다.
상대적으로 높은 양의 탄수화물은 과자, 쿠키, 사탕, 설탕, 벌꿀, 청량음료, 빵, 크래커, 잼, 과일 가공품, 파스타, 시리얼을 포함한 가공 식품이나 식물로 만든 정제 식품과 관련된다.
낮은 함량의 탄수화물은 콩, 괴경, 쌀, 과일과 같은 정제되지 않은 음식과 관련이 있다.
우유가 젖당을 많이 함유하고 있지만, 동물성 식품은 일반적으로 탄수화물 함량이 가장 낮다.
생물은 일반적으로 에너지를 생산하기 위해 모든 종류의 탄수화물을 대사할 수는 없다.
포도당은 거의 보편적이며 접근가능한 에너지원이다.
많은 생물들은 다른 단당류들과 이당류들을 대사할 수 있지만, 포도당을 가장 먼저 대사에 이용한다.
예를 들어, 대장균("Escherichia coli")에서는 젖당 오페론이 존재할 때 젖당 분해 효소를 발현시키지만, 젖당과 포도당 둘 다 존재하면 젖당 오페론이 억제되어 포도당이 먼저 사용된다.
또한 다당류는 일반적인 에너지원이다.
많은 생물들은 녹말을 포도당으로 쉽게 분해할 수 있다.
그러나 대부분의 생물들은 셀룰로스 또는 키틴, 아라비노자일란과 같은 다른 다당류들을 대사할 수 없다.
이러한 탄수화물들은 일부 세균과 원생생물에 의해 대사될 수 있다.
예를 들어 반추동물과 흰개미는 셀룰로스를 분해하는데에 미생물을 이용한다.
이러한 복합 탄수화물은 잘 소화되지 않더라도 식이 섬유라고 불리며, 사람에서 중요한 식이 요소이다.
식이 섬유는 소화 기능을 향상시키는 등의 이점이 있다.
건강한 중년 성인의 심장 질환 및 비만의 위험에 대한 결과를 토대로 미국 국립 의학아카데미는 미국과 캐나다 성인이 곡물 탄수화물로부터 음식 에너지의 45~65%를 섭취할 것을 권장한다.
세계식량농업기구(FAO)와 세계보건기구(WHO)는 식이 가이드라인이 전체 에너지의 55~75%를 탄수화물로부터 얻는 것을 목표로 하고 있지만, 당(단순 탄수화물 기준)으로부터 직접적으로 얻는 것은 10%만이 목표라고 밝혔다.
2017년 코크란 라이브러리(Cochrane Library)는 전체 곡물 식이가 심혈관 질환에 영향을 줄 수 있다는 주장을 뒷받침하는 증거가 충분하지 않다고 결론지었다.
영양학자들은 종종 탄수화물을 단순 탄수화물 또는 복합 탄수화물로 지칭한다.
그러나 이들 그룹 간의 정확한 구분은 모호할 수 있다.
복합 탄수화물이란 용어는 미국 상원 영양 특별위원회에서 발표한 미국의 식이 목표(1977년)라는 보고서에서 최초로 사용되었으며, 당과 다른 탄수화물들(영양적으로 우수한)을 구별하기 위해 사용되었다.
그러나 이 보고서는 다당류뿐만 아니라 당을 포함하고 있음에도 불구하고 복합 탄수화물에 "과일, 채소, 곡물"을 포함시켰다.
이러한 혼란은 오늘날 일부 영양학자들이 복합 탄수화물이라는 용어를 섬유, 비타민, 무기염류가 발견되는 모든 음식에 존재하는 소화성 당류(에너지를 제공하지만 다른 영양소는 거의 공급하지 않는 탄수화물)을 일컫는 용어로 사용함에 따라 지속되고 있다.
그러나 표준적인 사용법은 탄수화물을 화학적으로 분류하는 것이다.
당(단당류와 이당류)인 경우 단순 탄수화물이고, 다당류(또는 올리고당)인 경우 복합 탄수화물이다.
어떤 경우든 단순 탄수화물과 복합 탄수화물을 화학적으로 구분하는 것은 탄수화물의 영양 품질을 결정하는데 거의 가치가 없다.
일부 단순 탄수화물(예: 과당)은 혈당을 천천히 올리는 반면 일부 복합 탄수화물(예: 녹말)은 특히 가공되었을 경우에 혈당을 빠르게 상승시킨다.
소화 속도는 탄수화물과 함께 섭취되는 다른 영양소들, 음식의 준비 방법, 물질대사의 개인차, 탄수화물의 화학적 성질을 비롯한 다양한 요인들에 의해 결정된다.
미국 농무부의 2010 미국인을 위한 식이 가이드라인은 하루에 170g의 통곡물을 포함한 균형잡힌 식단에서 탄수화물의 소비를 요구한다.
혈당지수와 혈당부하는 사람의 소화 과정동안 음식물의 작용을 특징짓기 위해 개발되었다.
혈당량에 미치는 영향의 신속성과 중요성을 토대로 하여 탄수화물이 풍부한 음식물의 순위를 정한다.
혈당지수는 음식물의 포도당이 얼마나 빨리 흡수되는지를 측정하는 것이며, 혈당부하는 음식물에서 흡수될 수 있는 포도당의 전체량을 측정하는 것이다.
인슐린 지수는 음식물 내의 포도당(또는 녹말) 및 일부 아미노산으로 인해 발생하는 혈액 중 인슐린 수치에 대한 영향을 토대로 음식물의 순위를 매기는 보다 최근의 분류 방법이다.
식이 탄수화물 일부 제한의 효과.
탄수화물은 생물에서 일반적인 에너지원이다.
사람은 단백질과 지방으로부터 필요한 에너지를 모두 얻을 수 있지만, 극단적인 탄수화물 제한으로 인해 건강에 미칠 수 있는 잠재적인 영향은 여전히 광범위하게 연구되지 않은 채로 남아있다.
그러나 식이 섬유의 경우(에너지원이 아닌 소화되지 않는 탄수화물) 부적절한 섭취는 사망률을 현저하게 증가시킬 수 있다.
며칠 동안 매우 적은 양의 탄수화물로 구성된 식이 요법을 하면 일반적으로 단백질 함량이 유사한 같은 칼로리의 식단보다 혈액 중 케톤체 수가 많아진다.
혈액 중 비교적 높은 농도의 케톤체가 존재하면 일반적으로 케톤증이라 하며, 당뇨병성 케톤산증으로 알려진 제1형 당뇨병 환자에서 종종 볼 수 있는 치명적인 상태와 혼동되기 쉽다.
케톤산증을 앓게 되면 고혈당, 탈수, 전해질의 불균형과 함께 훨씬 높은 농도의 혈액 내 케톤체를 가지게 된다.
긴 사슬 지방산은 혈액뇌장벽을 통과할 수 없지만, 간에서 이들을 분해하여 케톤체를 생성할 수 있다.
그러나 중간 사슬 지방산인 옥탄산과 헵탄산은 혈액뇌장벽을 통과하여 뇌에서 사용될 수 있는데, 일반적으로 뇌는 에너지를 생성하는데 포도당을 사용한다.
사람은 포도당신생합성을 통해 특정 아미노산 및 트라이글리세라이드의 글리세롤 골격으로부터 포도당을 합성할 수 있다.
탄수화물 대사는 생물체 내에서 탄수화물의 생성, 분해 및 상호전환에 관여하는 다양한 생화학적 과정을 의미한다.
가장 중요한 탄수화물은 거의 모든 생물에서 대사되는 단당류인 포도당이다.
포도당과 다른 탄수화물들의 대사는 생물종 전체에 걸쳐 다양한 대사경로들의 일부이다.
식물은 광합성에 의해 이산화 탄소와 물로부터 탄수화물을 합성하고, 보통 녹말 또는 지질의 형태로 저장한다.
식물에 저장된 탄수화물은 동물과 균류에 의해 소비되고, 세포 호흡을 위한 연료로 사용된다.
1 g의 탄수화물이 산화되면 약 4 kcal의 에너지가 생성되고, 1 g의 지방이 산화되면 약 9 kcal의 에너지가 생성된다.
인체는 체중에 따라 300 ~ 500 g의 탄수화물을 저장하고, 저장 공간의 상당 부분을 골격근이 차지한다.
물질대사(예: 포도당의 산화)로부터 얻은 에너지는 일반적으로 ATP의 형태로 세포 내에 일시적으로 저장된다.
생물은 포도당과 산소를 대사하여 부산물로 이산화 탄소와 물을 생성하면서 에너지를 방출하는 산소 호흡이나 무산소 호흡을 할 수 있다.
이화작용은 세포가 더 큰 분자를 더 작은 분자로 분해하면서 에너지를 방출하는 대사 반응이다.
단당류는 해당과정 및 시트르산 회로를 거치면서 대사될 수 있다.
해당과정에서 올리고당류, 다당류들은 먼저 글리코시데이스라고 불리는 효소에 의해 단당류로 분해된다.
단당류는 단당류의 분해 대사에 이용될 수 있다. 2ATP는 해당과정의 초기 단계인 에너지 투자기에서 포도당을 포도당 6-인산으로 인산화 및 과당 6-인산을 과당 1,6-이중인산으로 인산화시키는데 사용되어 반응의 진행 방향을 비가역적으로 만든다.
사람의 경우에서와 같이 특정 탄수화물을 대사시킬 수 있는 효소가 없는 경우도 있기 때문에 모든 탄수화물을 이용할 수 있는 것은 아니다.
탄수화물과 관련된 주요 유기 반응은 다음과 같다.
항상성(恒常性, 혹은 )은 변수들을 조절하여 내부 환경을 안정적이고 상대적으로 일정하게 유지하려는 계의 특성을 말한다.
그리스어 ('유사한'이라는 뜻)과 ('동일하게 유지하다, 버티다'라는 뜻)에서 유래하였다.
항상성의 예로 외부 조건의 변화에 대하여 인체 내부 환경을 일정하게 유지하는 과정, 즉 체온 조절이나 산성도와 알칼리도(수소 이온 농도) 조절을 들 수 있다.
항상성 개념은 1865년에 클로드 베르나르()가 제안하였으며, '항상성'이라는 단어는 1926년 월터 브래드포드 캐넌()이 고안하였다.
항상성은 본래 살아있는 유기체에서 일어나는 과정을 일컫는 단어였지만, 지금은 온도조절장치()와 같은 자동 조절 장치에도 쓰인다.
항상성은 변화를 감지하기 위한 센서(), 환경을 조절하는 효과 기작(), 그리고 그 둘을 연결하는 음성 피드백()을 필요로 한다.
항상성은 생명의 특성 중 하나로, 단순한 단세포 유기체에서부터 가장 복잡한 식물과 동물에 이르기까지 내부의 기작이 작동하여 물질대사가 진행될 수 있도록 정해진 환경을 유지한다.
항상성 기작은 세포, 조직, 기관, 유기체 전체 수준에서 일어난다.
기본적인 항상성 기작은 아래와 같다.
모든 항상성 통제 기작은 변수를 조절하기 위하여 최소 세 개의 상호의존적인 요소(수용기, 조절계, 효과기)로 이루어진다.
수용기는 환경의 변화를 감시하고 그에 반응하는 감지 장치이다.
수용기가 변화를 감지하면 "통제 중심"에 정보를 보낸다.
통제 중심() 혹은 조절계()는 변수가 어느 수준으로 조절되어야 하는지 범위를 정하는 요소이다.
통제 중심은 자극에 대해 적당한 반응을 결정하고 효과기에 신호를 보낸다.
신호를 받으면 효과기, 즉 근육이나 장기, 혹은 기타 구조물은 변화에 대해 실제 반응을 하고 음성 피드백 신호를 보낸다.
음성 되먹임 기작은 어떤 기관이나 계의 출력이나 활성을 정상적인 기능 범위로 감소시키는 작용을 한다.
혈압 조절을 예로 들면, 혈관은 혈압이 증가하였을 때 혈류가 혈관벽에 가하는 저항을 감지할 수 있다.
즉 혈관벽이 수용기로 작용하며 이 메시지를 뇌로, 뇌는 심장과 혈관으로 메시지를 보낸다.
효과기에서는 심박수가 감소하고 혈관의 지름은 커지며(혈관 확장), 결과적으로 혈압은 다시 정상 범위로 떨어진다.
혈압이 낮아지는 반대의 상황에서는 혈관 축소가 일어난다.
음식을 먹지 않을 때 신체에서는 음성 되먹임 작용이 일어난다.
신체는 대사 작용이 일어나는 정도를 정상치보다 낮게 재설정하여 신체 각 부분이 공복 상태임에도 불구하고 계속 느리게 기능할 수 있도록 한다.
체중 감량을 목적으로 식이 제한을 하는 사람들이 초기에는 체중을 쉽게 감소시킬 수 있지만 시간이 지날수록 더 어려워지는 것이 이 때문이다.
인체가 더 낮은 대사 상태로 재설정되기 때문에 에너지 공급이 낮아져도 살아갈 수 있다.
반대로 운동은 대사적 요구를 증가시킨다.
온도 조절에도 음성 되먹임이 적용된다.
체온을 감시하는 시상하부는 정상 체온인 36.5°C에서 조금만 벗어나도 감지할 수 있다.
체온이 올라가면 땀 분비를 촉진하는 내분비선에 신호를 보내 체온을 낮추고, 반대로 체온이 낮아지면 근육을 떨게 하는 신호를 보내 체온을 높인다.
서로 상반되는 되먹임 작용은 건강한 신체 기능을 유지하는데 중요한 역할을 한다.
두 되먹임 작용 사이에 교란이 일어나거나 내부적, 외부적 요인에 의해 바뀌게 되면 항상성을 유지하기 위한 보상 작용이 깨지고 질병이 유발된다.
생명체가 나이가 들면서 항상성 조절계의 효율이 감소하고, 내부 환경은 점진적으로 불안정해진다.
따라서 질병 위험 요소가 늘어나고 노화와 연관된 신체적 변화가 나타난다.
특정한 항상성 불균형, 예를 들면 심부 체온이 높거나, 혈중 염 농도가 높거나, 혹은 산소 포화도가 낮으면 동물은 그것을 극복하려는 욕구를 느낀다.
이를 항상성 감각()이라 한다.
레트로바이러스(, )는 유전자로써 RNA를 소유하고 있는 RNA 바이러스의 한 유형이다.
숙주를 감염시키면 자신의 RNA를 역전사 효소를 사용해 상보적 DNA로 역전사하고 이 상보적 DNA를 인테그레이스를 사용해 DNA를 합성하는 역전사의 기작을 보이기 때문에 분자생물학의 중심원리를 따르지 않는 가장 대표적인 존재로 분류된다.
레트로바이러스는 유전 물질인 핵산이 뉴클레오캡시드 형태로 되어있다.
레트로바이러스의 감염과 증식은 다음과 같은 과정을 통해 일어난다.
대개의 레트로바이러스는 숙주 세포를 죽이지 않고 이용만 하기 때문에, 면역 체계가 바이러스만 인식해서 공격하는 것만으로는 레트로바이러스에 이미 감염된 세포를 없애지 못하므로 거의 대부분 만성 감염으로 진행하게 된다.
따라서 혈액 중의 바이러스 숫자는 극히 적지만 감염 자체는 계속 진행되는 현상이 나타난다.
따라서 치료를 위해서는 레트로바이러스의 감염 자체를 막는 방법 또는 레트로바이러스에 감염된 세포를 파괴하는 방법이 필요하다.
암은 프로바이러스 DNA에 통합된 원 종양 유전자 또는 세포 원 종양 유전자의 파괴에 의해 유발된다.
라우스육종바이러스에는 종양 형성을 유발하는 "src" 유전자가 포함되어 있다.
나중에 세포에서 유사한 유전자가 세포 신호 전달에 관여한다는 것이 밝혀졌다.
비형질 전환 바이러스는 DNA를 무작위로 원형 종양 유전자에 삽입하여 세포 주기를 조절하는 단백질의 발현을 방해 할 수 있다.
프로바이러스 DNA의 촉진유전자는 또한 조절 유전자의 과발현을 야기 할 수 있다.
RNA종양 바이러스내에 존재하거나 그 바이러스에 감염된 세포에서만 발견되며 mRNA에서 DNA를 만드는 효소이다.
일반적인 DNA 복제 효소와는 달리 합성과정 중의 오류를 정정할 수 있는 능력이 없으므로 역전사 과정 중에서 많은 오류가 발생하게 된다.
이러한 오류가 레트로바이러스에서 많은 돌연변이를 일으키고 진화를 촉진하는 원인이 된다.
이렇게 촉진된 진화는 약품에 대하여 내성을 갖거나 백신이 무효한 바이러스를 생성시키기도 한다.
역전사 효소를 이용하여 특정 세포 내에 존재하는 mRNA를 정제하여, DNA로 바꾸는 방법으로 세포내의 mRNA에 대해 연구하기도 한다.
또한, cDNA를 이용하여 마이크로어레이(Microarray)법을 사용, 세포 내에서 특정 유전자가 발현되는 정도를 연구하기도 한다.
종양을 일으키는 RNA바이러스에는 감염 후 오랜 기간 숙주(宿主) 중에 유전정보가 남겨지는 것이 있어 미국의 바이러스 학자 Howard Temin은 RNA가 DNA로 전사된다고 가정하고 실험을 통해 증명한 것이다.
같은 1970년에 David Baltimore에 의해 매사추세츠 공과대학에서 두 가지 바이러스 종으로부터 분리에 성공했다.
이들은 이 공로로 인해 1975년 노벨 생리학·의학상을 수상했다.
레트로바이러스는 인간 생존에 필수적인 기관들인 CD4+ T 세포와 대식세포 그리고 수지상세포들에 우선적으로 감염된다.
특히 HIV는 직간접적으로 CD4+ T세포들을 파괴한다.
특히 역전사 과정을 일으키는 역전사 효소는 일반적인 DNA 복제 효소와는 달리 오류정정 기능이 없기 때문에 많은 돌연변이를 일으키게 되어 레트로바이러스는 매우 쉽게 변이된다.
HIV임상연구에서는 에이즈에 감염된 환자가 여러 가지 변종의 HIV를 지니고 있는 경우가 자주 보고되고 있다.
이렇게 바이러스 유전자는 숙주 세포의 유전자에 삽입된 채로 숙주 세포의 유전자가 복제될 때 같이 복제가 되는 것이다.
이런 식으로 바이러스 유전자가 스스로 복제할 능력이 없는 상태에서 복제가 되는 것이다.
수크로스(), 자당(蔗糖), 또는 설탕(雪糖)은 1분자의 프럭토스(과당)과 1분자의 글루코스(포도당)가 글리코사이드 결합으로 연결된 이당류이며, 화학식은 C12H22O11이다.
수크로스는 식물에서 자연적으로 생산되며, 식물에서 추출한 수크로스를 정제해서, 일상에서 소비하는 설탕을 만든다.
인간의 소비를 위해, 사탕수수 또는 사탕무로부터 수크로스를 추출하여 정제한다.
제당소는 사탕수수를 재배, 수확하는 곳에 위치하는데, 제당소에서 생산한 원료당을 정제당을 만드는 곳으로 수출하기 좋은 지역에 위치한다.
일부 제당소에서는 원료당을 정제당으로 가공하기도 한다.
사탕무를 사용하는 제당소는 사탕무가 재배되는 좀 더 차가운 기후대에 위치하고 있으며, 사탕무를 정제당으로 직접적으로 가공한다.
설탕 정제 공정은 원료당 결정을 설탕 시럽으로 녹이기 전에 세척하여 여과한 다음 잔여 색을 제거하기 위해 탄소 위로 통과시킨다.
그런 다음 순수한 설탕 시럽을 진공 상태 하에서 가열해서 농축시키고, 순수한 수크로스의 결정을 생성하는 최종 정제 공정으로 결정화시킨다.
생성된 결정체는 투명하고, 무취이며, 단맛이 난다.
결정이 덩어리로 존재하면 흰색으로 보인다.
설탕은 식품 생산 및 음식을 조리할 때 종종 첨가되는 성분이다.
2013년 전세계에서 약 1억 7천 5백만 톤의 설탕이 생산되었다.
수크로스의 약어는 "Suc"이다.
사카로스는 일반적으로 당류, 특히 수크로스에 대한 옛날식 이름이다. "사카로스(saccharose)"라는 단어는 1860년 프랑스의 화학자 피에르 베르텔로(Pierre Berthelot)가 만들었다.
수크로스에서 글루코스의 1번 탄소(C-1)와 프럭토스의 2번 탄소(C-2) 사이에 에테르 결합을 통해 글루코스와 프럭토스가 결합된다.
이 결합은 글리코사이드 결합이라고 부른다.
포도당은 주로 두 가지 이성질체인 α-피라노스와 β-피라노스로 존재하지만, 이들 형태 중 하나만 프럭토스와 결합한다.
프럭토스 자체는 푸라노스의 혼합물로 존재하며, 각각은 α-이성질체와 β-이성질체를 가지지만, 이들 중 하나의 이성질체만이 글루코스와 결합한다.
대부분의 이당류와는 달리, 수크로스에 관하여 주목할만한 점은 글루코스와 프럭토스의 환원 말단 사이에서 글리코사이드 결합이 형성된다는 점이다.
다른 이당류들은 대부분 특정 단당류의 환원 말단과 다른 단당류의 비환원 말단 사이에 글리코사이드 결합을 형성한다.
이러한 수크로스의 글리코사이드 결합으로 인해 수크로스는 다른 단당류와 결합하지 않는다.
수크로스는 아노머 탄소에 하이드록시기를 포함하고 있지 않기 때문에 비환원당으로 분류된다.
수크로스의 순도는 설탕 용액에 의한 평면 편광 회전을 통해 편광분석법으로 측정된다.
설탕의 상업적 샘플은 이러한 매개 변수를 사용하여 분석된다.
수크로스는 주변 조건에서 품질이 저하되지 않는다.
수크로스는 고온에서 녹지 않는다.
대신에 186°C에서 분해되어 캐러멜을 형성한다.
다른 탄수화물들과 마찬가지로 수크로스는 이산화 탄소와 물로 연소된다.
수크로스를 산화제인 질산 칼륨과 혼합하면 아마추어 로켓 모터를 추진하는데 사용되는 로켓캔디로 알려진 연료가 생성된다.
이 반응식은 다소 단순화시킨 것이다.
보다 정확한 이론적인 화학 반응식은 다음과 같다.
염산과 염소산 칼륨의 반응에 의해 형성된 염소산과 수크로스를 반응시킨 화학 반응식은 다음과 같다.
다음의 화학 반응식에서 확인할 수 있듯이 수크로스는 황산으로 탈수하여 검은색의 탄소가 풍부한 고체를 형성할 수 있다.
수크로스의 분해는 2단계 반응으로 나타낼 수 있는데, 단순화된 반응은 수크로스를 단순한 탄소와 물로 탈수한 다음, 공기 중 산소(O2)와 반응시켜 탄소(C)를 이산화 탄소(CO2)로 산화시킨다.
가수분해는 글리코사이드 결합을 분해하여 수크로스를 글루코스와 프럭토스로 전환시킨다.
그런데 가수분해는 너무 느려서 수크로스 용액이 거의 변화 없이 수년 동안 존재할 수 있다.
그러나 수크레이스가 첨가되면, 반응은 빠르게 일어난다.
또한 가수분해는 약산인 타르타르산수소칼륨 또는 레몬 주스와 같은 산에 의해 반응이 빨라질 수 있다.
마찬가지로 위액의 산성도는 소화 중에 수크로스를 글루코스와 프럭토스로 전환시킨다.
수크로스의 합성 및 생합성.
수크로스의 생합성은 수크로스 6-인산 생성효소에 의해 촉매되며, 전구물질인 UDP-글루코스와 프럭토스 6-인산의 반응을 통해 일어난다.
반응에 필요한 에너지는 유리딘 이인산(UDP)의 분해에 의해 얻어진다.
수크로스는 식물과 남세균에 의해 생성되지만, 다른 생물들에 의해 생성되지는 않는다.
수크로스는 단당류인 프럭토스와 함께 많은 식물성 식품에서 자연적으로 발견된다.
파인애플과 살구와 같은 많은 과일에서 수크로스는 주된 당이다.
포도와 배와 같은 과일들에서는 프럭토스가 주된 당이다.
수크로스는 거의 천연 자원으로부터 분리해 왔지만, 1953년에 레이먼드 르뮤(Raymond Lemieux)가 최초로 수크로스를 화학 합성하였다.
자연에서 수크로스는 많은 식물들, 특히 뿌리, 열매, 꿀에 존재하며, 수크로스는 주로 광합성에서 에너지를 저장하는 수단으로 사용되기 때문이다.
많은 포유류, 조류, 곤충, 세균들은 식물에서 수크로스를 섭취하며, 일부 생물에서는 수크로스가 주식이다.
인간의 소비 관점에서 꿀벌은 특히 중요한데, 꿀벌은 수크로스를 모아서 중요 식품인 꿀을 생산하기 때문이다.
꿀 속에 함유된 탄수화물은 주로 프럭토스와 글루코스이며, 수크로스는 미량만 포함되어 있다.
열매가 익어가면서 수크로스의 함유량은 일반적으로 급격하게 증가하지만 일부 열매에서는 수크로스를 거의 함유하지 않는다.
수크로스를 거의 함유하고 있지 않은 열매에는 포도, 체리, 블루베리, 블랙베리, 무화과, 석류, 토마토, 아보카도, 레몬, 라임 등이 있다.
수크로스는 자연적으로 생성되는 당이지만, 산업화가 진행됨에 따라 정제되는 수크로스의 양이 증가되고, 모든 종류의 가공 식품들을 통해 수크로스의 소비가 증가되어 왔다.