안녕하세요,

3기 두 번째 과학리딩모임 현장스케치입니다.

모든 길은 로마로 통한다는 말에 비유하여,

모든 길은 TCA cycle로 통한다는 말로 강의가 시작되었습니다.

세포를 에너지 측면에서 보면 (1) 해당과정(Glycolysis) (2) TCA cycle (3) 광합성. 이렇게 세 가지가 있는데, 이 중에서 해당과정‘TCA cycle’을 프레임으로 학습하였습니다.


 

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단백질 공장역할을 하는 세포는 (1) 핵막 (2) 미토콘드리아 (3) 엽록체. 이 세 가지가 전부라고 할 수 있습니다.

핵에 있는 유전자가 단백질을 만드는 정보를 가지고 있고,

식물에 존재하는 엽록체는 태양에서 오는 빛 에너지를 이용하여 광합성을 하여 당(glucose)과 같은 에너지를 만들며,

우주에서 가장 위대한 분자라고 할 수 있는 glucose는 세포질에서 피루브산(pyruvate)으로 분해되고, 이 피루브산이 미토콘드리아로 들어가서 TCA cycle이 일어나게 됩니다.

 

Glucose 분자를 만드는 과정인 광합성을 하기까지 무려 20억년이 걸렸으며, glucose는 대양과 대기에서 왔다는 것, 하늘과 바다의 interaction 결과 glucose가 만들어졌다는 설명이 있었습니다.



#4. 해당과정(Glycolysis)

 

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세포질에서 포도당(Glucose)이 분해되어 피루브산(pyruvate)이 되는 과정입니다.

1. ATP를 사용하여 포도당(glucose)에 인산기(PO32-)를 결합시킨 것이 G6P(포도당6인산).

- 전기를 띤 분자는 생체막을 통과하지 못하므로, 포도당에 인산기를 붙여 음전하를 띠어 세포 밖으로 빠져나가지 못하도록 합니다.

2. Glucose가 과당(fructose)으로 바뀌어 F6P (과당6인산).

3. , ATP를 사용하여 인산기를 결합시키면 FBP (과당 1,6-이인산).

4. DHAP G3P로 나누어지고(3탄당 2. DHAP G3P로 변환),

5. G3PNAD+에서 NADH, H+가 생성되면서 BPG로 되며,

6. 인산기로 ATP 생성 -> 3PG.

7. 3번째 탄소의 인산기가 2번째 탄소의 인산기로 위치를 바꾸어 2PG.

8. 물분자 하나 빠지면서 PEP.

9. 인산기로 ATP 생성.

10. pyruvate 생성.

 

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해당과정의 각 단계를 기억하기 쉽도록 프레임으로 만들어, 모든 회원들이 이해할 때까지 반복하여 상세하게 설명하는 과학리딩모임입니다.

 

 


점심 시간


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서래주꾸미에서 점심식사를 하였는데요, 조별로 앉아서 지난 일주일 동안 공부한 이야기 등을 나누며 식사를 하였습니다.

 

 

점심식사 후 오후 1 30, 강의가 이어집니다.

#4 에 대한 보충 설명이 있었습니다.

해당과정 중 어느 단계든 분자식을 바로 그릴 수 있어야 되는데, 특히 glucose, G3P, pyruvate가 중요하다고 하였습니다.

결과적으로 하나의 Glucose 에서 2개의 pyruvate 2ATP가 생성됩니다. 해당과정은 산소를 이용하지 않고 에너지를 얻는 무기호흡입니다.

호흡은 영양물질을 분해하는 것이고, 광합성은 포도당을 합성하는 것입니다.

 

 


#5. TCA 회로 (TCA cycle)


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해당과정으로 생성된 pyruvate가 미토콘드리아로 들어가서 acetyl-CoA로 되고,

이것이 회로 내의 oxaloacetate와 결합하여 citrate를 생성하면서 회로가 돌아갑니다.

citrate -> isocitrate -> α-ketoglutarate -> succinyl-CoA -> succinate -> fumarate -> malate -> 다시 oxaloacetate ...

 


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TCA cycle에서 생성되는 아미노산을 도식화하였습니다. 아미노산의 생성과 붕괴 모두 미토콘드리아에서 일어나는 일입니다.

Acetyl-CoA는 생명의 기원과 관련하여 중요하다고 하였고, 생명의 기원을 추적하기 위해 TCA cycle을 거꾸로 돌리는 연구도 하고 있다고 합니다.


 

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점심식사 후 오후에도 집중력이 떨어지지 않습니다.

 

 

잠시 쉬는 시간을 가졌습니다.


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폴리아데스님이 맛있는 안동 사과즙과 구운 호박고구마, 귤 등을 준비해오셔서 모두들 에너지를 보충하였습니다.

 


 

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오후 3시 반, 둥글게 앉아 질문도 하고 이야기도 나누는 시간을 가졌습니다.


 

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과학을 가르치는 양혜숙 선생님이 미토콘드리아가 세포 속으로 어떻게 들어가게 되었는지 질문하였습니다.

박사님은 산소 농도가 증가한 20억년 전에 미토콘드리아가 세포 속으로 들어갔을 것이라고 추정되고 있는데, 메탄생성 고세균이 미토콘드리아를 삼키면서 공생하기 시작했다는 이론이 있습니다. 이렇게 두 가지 다른 세포가 유전자를 주고 받으면서 진핵세포, 다세포생물이 출현하게 되었다는 것입니다.

 

이외에 몇 가지 질문 및 이야기를 나누었고, 오늘 처음 참석한 분들의 간단한 소개 후 조별 모임을 가졌습니다.



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조별모임이 끝나고 30분동안 암기테스트를 진행하였습니다.


 

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A4 종이에 기억하고 있는 것을 모두 적어 내기로 하였는데요, 결과를 확인해보니 아미노산 20개를 전부 암기한 회원이 10명 남짓에 불과하여 박사님이 회원들을 독려하였습니다.



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전부 암기해서 제출한 학생에게 얼마만큼 시간을 투자하였는지 물어보았는데요. 아침, 점심, 저녁 틈틈이 시간 나는 대로 그려보았다고 합니다. 박사님도 이 내용을 암기하는데 오랜 시간을 투자했다고 하면서, 4-5일은 매일 반복해야 암기할 수 있고 쉽게 잊어버리지 않는다고 하였습니다. 다음주부터 암기테스트시간을 1시간 30분으로 늘리기로 하였으니, 매주 학습한 프레임을 모두 암기해서 적을 수 있도록 매진해야겠습니다.

 

 


마지막 프레임을 시작하였습니다.


#6.

 

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탄수화물(carbohydrate), 지질(lipid), 단백질(protein)의 분자식입니다.

분자식까지 알아야 완벽하게 이해했다고 할 수 있습니다. 포화지방산, 불포화지방산을 나누는 기준도 분자구조입니다.

Pyruvate가 산소를 활용하지 않는 무기호흡을 통해 젖산(lactate), 에탄올(ethanol) 등으로 전환됩니다.

섭취한 음식물이 분해되어 pyruvate, fatty acid가 미토콘드리아에서 acetyl-CoA로 되고, TCA cycle을 거쳐 전자(e-)를 추출하며,

미토콘드리아 내막의 전자전달계를 전자(e-)가 이동하면서 양성자(H+)pumping하고 ATP가 만들어집니다.


마지막으로 NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) 분자구조와 β-oxidation 과정을 그렸습니다. NAD+가 전자를 받으면 NADH가 됩니다. 지방산(fatty acid)이 β-oxidation(베타 산화)을 반복하여 acetyl-CoA가 생성되고 ATP가 생산되는데, ATP 양이 많으므로 지질(지방)을 너무 많이 섭취하지 말아야 된다는 것입니다.

 


이후 전주향에서 저녁식사를 하고 오후 8시경 모임을 마쳤습니다.

그럼, 1 21일 다음 과학리딩모임 때 뵙겠습니다.