질소노폐물

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질소노폐물에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

synthetase, CPS I) 가 세 단계로 구성된 반응을 촉매한다.
(요소회로)
요산(C5H4N4O3)은 단백질이 아닌 핵산 물질대사의 분해산물로서 퓨린의 유도체이다. 따라서 요산은 퍼옥시솜에서 형성된다. 사람을 비롯한 많은 동물들이 퓨린기를 분해하면서 적은 양이나마 요산을 만들어 낸다. 대부분 포유류는 유리카제(uricase)라는 효소를 가지고 있는데 이 효소는 요산을 수용성 물질로 분해시킨다. 그렇지만 유인원과 인간의 진화과정에서 이 효소를 코드하는 유전자는 불활성화 되고 통풍은 유인원과 인간에서만 나타나게 되었다. 사람의 경우에는 관절에 요산이 침적되어 통증을 일으키는 통풍(gout)을 유발하는 것으로 알려져 있다.
일반적으로 동물이 배출하는 질소 노폐물의 종류는 그 생물의 서식지나 계통 즉 진화의 역사와 관련이 있다. 예를 들어, 포유류는 요소를 배설하는데 비하여 파충류 (조류포함)와 곤충은 요산을 배설한다. 한 동물의 생식방법도 어떤 질소노폐물을 배출하는 지에 영향을 미친다. 물에 잘 녹는 노폐물은 껍질이 없는 양서류의 알에서는 주위로 확산되어 제거될 수 있고, 포유류의 배아에서는 엄마의 순환계를 통해서 제거될 수 있다. 하지만 새나 파충류와 같이 껍질이 있는 알에서 발생을 할 경우에는 공기의 출입은 이루어지지만 물이 빠져나가지 못하므로 발생 중에 생긴 노폐물은 치명적인 수준가지 알에 축적될 수 있다. (요소의 경우에는 암모니아에 비해 독성이 약하지만 농도가 매우 높아지면 치명적인 독이 된다.) 반면 진화적으로 요산을 노폐물로 이용하는 경우 장점이 있다. 즉, 요산의 경우 일정한 농도 이상이 되면 결정으로 침전되어 부화될 때까지 무해한 고체 상태로 저장될 수 있다.
암모니아로부터 요소나 요산을 만들 때의 단점은 에너지가 필요하다는 것이다. 요산은 고체 형태로 배설되기 때문에 동물은 요소보다 요산으로 배출할 때 더 많은 에너지를 소비한다.
질소노폐물의 결정을 생물학자들은 요소 또는 요산을 배설하는 에너지 비용과 물을 보존하는 이점 사이에 적응도의 거래균형(trade-off)이 있다고 지적한다. 암모니아 배설은 많은 물의 소모를 요구하지만 효소에 의한 가공을 거치지 않기 때문에 에너지 소비는 없다. 요산을 배설하는 경우에는 대조적으로 물의 손실은 거의 없지만 일련의 복잡한 효소 촉매와 에너지가 요구되는 반응을 필요로 한다. 다른 환경에서는 다른 종류의 거래균형이 더 우호적이게 될 것이다.

키워드

질소노폐물,   동물세포,   암모니아,   포유류,   양서류