생물학에 대한 연구
생물학은 생명을 연구하는 학문입니다. 모든 생명의 기본 단위는 세포입니다. 그들은 엄청나게 복잡한 분자 공장입니다. 세포 생물학은 세포 속의 다양한 부분의 구조와 기능에 대해 연구합니다. 단세포가 다세포 동물이 되기까지 30억 년 동안 진화하였습니다. 지구의 시간 중 3분의 2를 넘게 차지합니다! 그래서 누구도 이렇게 복잡한 세포에 놀라지 않지요. 세포는 우리가 생명으로 생각하는 가장 작은 것입니다. 안타깝게도 이는 모든 사람이 동의하는 생명에 대한 좋은 정의가 아닙니다. 예를 들어 바이러스는 진화하고 복제하지만, 그들은 다른 생명체가 필요합니다. 그들은 살아 있습니까? 어느 정도는 그렇지만 실제로는 아닙니다. 분자 생물학은 세포의 내부에서 여러 시스템이 분자 단위에서 어떻게 작동하는지 연구합니다. 분자생물학은 DNA, RNA, 아미노산 및 단백질의 생성, 이들의 상호 작용 방식과 이들의 상호작용에 영향을 미치는 것에 대해서 말입니다. 이것은 구조 생물학과 관련이 있습니다. 아미노산, 핵산 및 효소와 같은 생물학적 분자의 모양에 대해 연구합니다. 각자 왜 그런 구조를 가지고 있고 차이점이 어떻게 영향을 미치는지 연구합니다. 생화학은 한 단계 더 깊이 이 생물학적 분자들이 화학 수준에서 어떻게 상호 작용하는지 살펴봅니다. 생명은 본질적으로 복잡한 화학 물질의 반응이며 생화학은 화학적 신호와 생명체의 반응에 대해 연구합니다. 분자는 너무 작아서 광학 현미경으로도 볼 수 없습니다. X- 선 결정학과 저온 전자 현미경이 분자생물학 연구에 사용됩니다. 연구 도구뿐만 아니라 생물 물리학과 양자 연구와 같이 생물학을 뒷받침하는 물리학적 연구가 있습니다. 생물은 물리적 수준에서 작동하기 때문입니다. 당신의 DNA는 당신이 누구인지에 대한 청사진을 가지고 있으며, 유전학은 이러한 유전 정보에 의해 다양한 생명으로 발현되는지를 연구합니다. 또한 이 유전 정보가 한 세대에서 다음 세대로 전달되는 과정에 대해서도 말이지요. 개체군 유전학은 종 내의 유전적 차이와 종 간의 유전적 차이에 대해 연구합니다. 생명체의 DNA 염기서열은 막대한 정보이므로 우리는 패턴을 찾기 위해 컴퓨터가 필요합니다. 생물 정보학은 유전학과 다양한 분야에서 정보의 분석 및 해석을 위한 컴퓨터 프로그래밍을 사용합니다. 정보의 양이 어떻든지 간에 이전의 통계방식을 사용하기에는 너무 큰 양입니다. 생물 수학은 생물학적 과정의 모델을 구축하기 위해 수학을 사용합니다. 유전학과, 생명 공학, 생태계 연구에 이르기까지 말이지요. 우리는 하나의 세포에서 시작했는데 세포가 분열하고 자라서 우리가 되었습니다. 이러한 연구는 발생학에서 이루어집니다. 발생학의 흥미로운 연구 주제로는 줄기 세포가 다른 세포 내에서 어떻게 성장하고 분화하는지에 대한 연구입니다. 해부학은 개체의 수준에서 구조와 조직에 대해 연구합니다. 식물과 동물의 모든 구성 요소에 명칭을 붙이게 됩니다. 생체 역학은 운동을 위해 설계된 신체의 부분을 살펴봅니다. 팔다리의 관절, 혈액의 흐름을 포함하며 뼈와 조직의 물리적인 특성과 심장에 있는 판막 등에 대해 연구합니다. 미세한 수준에서 세포와 세포 소기관의 견고성과 유연성에 대해서도 연구합니다. 해부학은 생명체가 만들어지는 것을 연구하는 동안 생리학은 이 부분들이 어떻게 작동하고 상호작용하는지 연구합니다. 각각의 요소들이 생명체 내에서 기능을 유지하기 위해 어떻게 상호작용 하는지 연구합니다. 면역학은 우리의 면역 체계를 연구합니다. 그것은 다수의 감염으로부터 우리를 보호합니다. 면역학은 또한 우리의 면역 체계가 잘못 작용하는 다양한 방법에 대해서도 연구합니다: 알레르기, 면역계가 자신을 공격하는 자가면역성 질환, 그리고 암의 다양한 상태와 다른 많은 질병들에 대해서. 인간의 수명 연장은 대부분 생물 의학의 연구에 의해 이루어졌습니다. 병의 원인을 해결하는 방법을 찾기 위해 노력하는 과정에서 말입니다. 병에 대한 기본적인 연구에서 시작하여 새로운 의학 장치의 개발, 진단법의 개발을 포함합니다. 또는 제약 업계의 임상 실험을 통한 신약 개발도 영향을 미칩니다. 생명 공학은 공학과 생명 시스템에 대한 지식을 사용하여 실제 문제를 해결하기 위해 사용됩니다. 인공 기관과 같은 의생명 공학의 장치를 제작하는 데 사용됩니다. 질병을 발생시키는 유전자를 변화시키는 유전공학과 또는 예를 들어 생존하기 어려운 환경에서 자랄 수 있는 작물을 만들기 위해 사용됩니다. 합성 생물학은 생명 공학의 또 다른 가지입니다. 과학자들은 새로운 DNA 배열을 통해 자연에 존재하지 않던 생명체를 만들어냅니다. 혹은 기존에 존재하던 대장균을 유전 공학을 통해 약물을 만들거나 신체 내에서 약물을 이동하도록 합니다. 모든 과목이 이 생물학 지도에서 서로 관련이 있습니다. 대부분은 다른 분야의 연구를 끌어와 사용하게 됩니다. 좋은 예는 신경 과학입니다. 신경계 연구, 특히 뇌에 관한 연구입니다. 그것은 뇌의 해부학, 뉴런의 생리학, 분자 생물학, 뇌 속의 생화학을 모두 포함합니다. 생물학에서는 다른 과학 분야와 마찬가지로 수많은 분야 사이의 교집합이 있습니다. 약리학은 체내에서 약물이 미치는 영향을 연구합니다. 약물의 여러 측면을 살펴보고 제약 방법과 다른 생물학적 시스템 내에서 약물이 미치는 영향을 포함합니다. 약리학은 약학과 관련됩니다. 약학은 약을 조제하는 과학입니다. 병리학은 질병의 원인과 영향, 또한 혈액이나 조직을 채취하여 질병을 진단합니다. 또한 세포가 어떻게 부상을 받아들이고, 상처, 염증을 치유하는지. 또한 암세포와 같은 비정상적으로 성장하는 세포에 대한 학문입니다. 또한 부검을 통해 사람들이 어떻게 죽었는지 조사하기도 합니다. 역학은 전체 인류의 건강과 질병의 패턴을 분석해내고 질병이 전염되는 방법과 인구의 전반적인 건강에 미치는 영향을 연구합니다. 질병은 항상 모니터링되며 전염병 학자는 전염병이 발병하면 이를 빠르게 막아 피해를 막는 방법에 대해 연구합니다. 더 넓은 관점에서 생물학은 자연계 전체에 대해 연구를 포함합니다. 고생물학 연구는 화석을 통해 선사 시대의 삶에 대해 연구합니다.
고대 생물의 모습은 어땠으며 어떻게 진화했는지 알아봅니다. 이는 진화 생물학과 밀접하게 연관되어 있으며, 진화 생물학은 지구 상의 모든 생물이 하나의 공통 조상에서 시작하였으며 어떻게 지구의 생물 다양성을 이룩하도록 진화했는지를 연구하는 학문입니다. 오늘날 지구에 사는 많은 식물과 동물들은 동물학, 해양 생물학, 식물학의 연구 대상입니다. 이들은 동물, 식물, 곰팡이의 발생, 행동, 생리학 그리고 다른 종으로부터 이들을 분류하는 방법을 연구합니다. 생태학은 환경 내에서 동물과 식물이 서로 어떻게 상호작용하는지를 연구합니다. 동물이 어떻게 경쟁하거나 협력하는지, 얼마나 많은 식물과 동물이 같은 환경에서 서식하는지도. 이것은 환경 생물학과 밀접한 관련이 있습니다. 환경 생물학은 사람에 의한 오염, 농업, 화석 연료로 인한 환경과 기후의 변화를 연구합니다. 지금까지 우리가 본 유일한 삶은 지구 상에서만 존재합니다. 하지만 우주 상에 지구에만 생명이 존재할까요? 혹은 다른 생명이 있는 우주의 행성이 존재할까요? 우주 생물학은 이 질문에 대답하고자 어떻게 생명체가 화학반응으로부터 생성되는지 먼 행성과 달에 생명의 징후가 있는지 탐사합니다. 생물학을 설명하는 하나의 단어가 있다면 바로 '복잡성'입니다. 우리는 여전히 생명이 작용하는 방식과 그것이 어떻게 시작되고 끝나는지 과거를 회상하고 다양한 시도를 하는 우리와 같이 똑똑한 유인원도 다 알지 못합니다. 나는 앞으로 몇 년 동안 많은 새로운 생물학적 발견을 하게 될 것이라고 생각합니다.
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