[Science] 단분자의 관측 (Single-Molecule)

제가 하고 있는 연구 분야가 단분자 관측입니다.

학교 가기 전에 간단히 글이나 쓰고 가려구요..

과학에서는 모든 것이 분자, 원자 단위로 되어 있다고 생각하고 있습니다. 숨을 쉴 때 산소 분자가 폐로 들어가서 혈관에 녹아들고.. 이런 식이죠. (물론 분자나 원자는 전자, 양성자, 중성자..이렇게 계속 하위 구성물이 있습니다.)

그럼 생체 깊숙히 들어가서.. 유전자 복제에 대해 생각을 해 봐요. 자식이 생기면 부모와 닮은 점이 상당히 많습니다. 그 이유는 부모들로부터 유전자를 물려받기 때문인데요, 이건 부모의 유전자가 복제되어 전달되기 때문입니다. 중고등학교 과학 시간에 비슷한 것을 배우죠.

유전자라는 것은 DNA라고 생각하시면 됩니다. 단어 하나하나가 가지는 미묘한 의미 차이는 일단 무시하겠습니다. 어쨌든 DNA는 이중나선 구조로 되어있다는 것을 요즘은 대부분 학생이 알고 있습니다. 이 말은 두 개의 실가닥 같은 것이 스크류바?처럼 꼬여서 존재한다는 의미입니다. 이것이 한 가닥씩 풀리고 각각의 가닥이 복제되어 증식한다고 보면 됩니다.

과학자들은 일반적으로 불가능하다고 생각되는 것들에 큰 호기심을 느낍니다. '과연 불가능할까?' 이런 식이죠;;

저도 과학을 제 인생 동반자로 삼다보니 이런 성향이 상당히 강한데요, 저 같은 경우에는 이런 연구를 합니다.

유전자가 복제된다면 복제될 때 관여하는 단백질(효소)가 있을텐데, 어떻게 움직일까? 실시간으로 유전자 복제가 되는 과정을 볼 수 있을까? 유전자를 치료하거나 자르는 혹은 이어붙이는 효소도 있는데, 이런 과정을 실시간으로 관측할 수 있을까?

사실 사람의 눈으로는 200~300nm 정도의 크기만 되어도 물리법칙에 의해 대상을 정확히 관측하는 것이 불가능합니다(참고로 분자는 대충 0.1~10nm 수준의 크기를 가지고 있습니다). 정확한 의미는 때려치우고 '불확정성의 원리' 때문에 그런 것이라고 생각하시면 됩니다. 그냥 뭔가 아주 정확하게 볼 수가 없다는 정도로 생각하시면 됩니다. 그러나 과학자들은 이런 한계를 돌파하고 싶어합니다. 당연히 방법을 개발해냈습니다. 물리법칙은 위배하지 않지만 약간 우회적인 방법으로 super-resolution(초고해상도) imaging을 하는 것입니다.

이런 기술과 비슷한 것으로 단'광자' 측정이 있습니다. Single-photon입니다. 광자 하나하나를 잡아내는 것입니다. 이런 방법을 이용하면 분자 하나하나에서 나오는 형광빛을 잡아낼 수 있고, 여러가지 분석으로 분자 하나하나의 구조적인 정보를 얻을 수 있습니다.

자세한 것은 다음에 ㅠㅜ 학교 가야겠네요

참고로 이런 분야는 비과학자 기준에서 소위 말하는 "최첨단과학"입니다.

[하트그만보네]

생화학 전공이었는대 공부하면서 느낀점
과학엔 경계가 없음...
화학 물리 쨤뽕이 생물학이고 그 화학,물리의 기본이 수학
DNA가 복제되는 과정 정말 실시간으로 보면서 연구하면 정말 편할거 같다는 생각

[사막여우♥]

제가 글에 적은 것은 대상이 생물학 분야고, 내용은 물리지만 저는 전공이 화학입니다. 굳이 말을 하자면, 생물학적 대상을 물리화학적 분석 방법으로 관측한다?!입니다.

[흰돌이다]

헝.. 굉장히 화학 중에서도 physical science 쪽이근열?? 전 물리생물 짬뽕 생물물리학을 공부했음죠 ㅋㅋㅋ 석사는 그닥 상관없는거 하고 있지만서도... 저도 3,4학년때부터 느꼈지만 과학은 깊게 파면 팔 수록 결국엔 하나가 되는거 같더라고요 ㅎㅎ

[사막여우♥]

헉 흰돌이다님 생각하면서 가기 전에 글 쓴건데, 혹시 보러 오실까 했는데 보러 오셨네요 ^^ 제 전공이 물리화학이다보니 대상이 생물이라도 이렇게 되는 것 같습니다. 다음에는 암호학 관련된 글이나 써볼까 생각중이에요 ㅋ

[하트그만보네]

어차피 생물이 분자로 이루어져 있고 물리법칙에 의해 서로 상호작용하니...
경계가 없는거 같음 ㅋ