이일하 교수의 생물학 산책

저자의 말
프롤로그

1부. 생명은 흐름이다
1. 흐름을 유지하는 물질대사 - 생명은 흐름이다!
2. 무생물에서 생물이 빚어지는 마법, 창발성 - 생명은 탄소골격의 화학조립체
3. 생물학자가 들려주는 화학 결합 - 영화 <트랜스포머> 속 기계인간은 가능할까?
4. 여보세요! 거기 누구 없소? - 외계 생명체를 찾기 위한 눈물겨운 노력들
5. 생명을 구성하는 레고블록 - 생명성을 제공하는 분자와 정보 저장 분자
6. 생명의 최소단위, 세포 - 왜 코끼리만 한 세포는 없을까?
7. 생명체의 현찰 에너지, ATP - 우리는 에너지를 어떻게 얻을까?

2부. 생명은 반복한다
1. 세포들의 젊어지기 - 낡은 세포는 가고 신선한 세포가 들어서니
2. 생식세포의 생산 - 회춘하는 세포들
3. 유전적 다양성을 위하여 - 지구 상의 오직 한 사람 내가 유일무이한 이유!
4. 붉은 여왕과 성의 진화 - 여왕님은 왜 계속 뛰고 계세요?
5. 멘델의 유전 법칙 - 입자성 유전의 패러다임
6. 유전 물질의 발견과 이중나선 - 왓슨과 크릭의 통찰력

3부. 생명은 해독기다
1. 디지털 정보와 아날로그 정보 - 1차원 정보가 3차원 정보로 변환
2. 유전 정보를 복사하는 전사 - 필요한 만큼만 복사하라!
3. 단백질 생산, 해독 - 세포 내 공작기계, 리보좀
4. 유전자 발현 조절 - 세포들이 저마다 다른 이유
5. 유전공학의 탄생 - 신이 된 인간들
6. GMO의 생산 - 사장되어가는 제2의 녹색혁명 기술

4부. 생명은 정보다
1. DNA, 유전자, 게놈 - 이름부터 알고보자!
2. 인간 게놈 프로젝트 - 대량 정보의 생산과 처리
3. 게놈 속의 정보 - 생명의 설계도에는 어떤 내용이?
4. 인간 게놈 속의 암흑 물질 - ENCODE 프로젝트
5. 생명의 탄생, 배발생 - 오리가미를 수행하는 보이지 않는 손

5부. 생명은 진화한다
1. 다윈의 진화 메커니즘, 자연선택 이론 - 이토록 단순한 이론!
2. 내 손안에 일어나는 진화 - 20년에 걸친 렌스키 교수의 진화 실험
3. 신종플루의 진화 - 빠르게 진화하는 독감 바이러스
4. 진화의 동인 - 돌연변이는 자연의 섭리
5. 유전자의 생성 - 유전자는 어떻게 만들어질까?
6. 생명의 진화 - 35억 년이라는 장구한 시간
7. 인간의 진화 - 우리만 있었던 게 아니야!

에필로그
감사의 말

도판출처
참고문헌
찾아보기

“이 책의 제목을 한때 ‘21세기에 다시 쓰는 생명이란 무엇인가’라고 할까 심각하게 고민한 적이 있다. 천재 물리학자 슈뢰딩거가 1948년에 쓴 『생명이란 무엇인가』라는 책 제목을 차용한 것이다. 슈뢰딩거는 DNA가 무엇인지 유전자가 어떻게 생겼는지 전혀 상상조차 하지 못하던 시기에 생물을 분자 수준에서 이해하려 시도한 책을 썼다. 당시까지 축적된 물리적, 화학적 지식을 동원하여 생명을 과학적으로 해명하려 한 것이다. 그가 지금 시대의 생물학적 지식을 알고 있었다면 어떻게 책을 쓸까를 상상해보고는 했다. 그런 관점에서 이 책을 읽어보면 한층 더 재미있게 생물학을 접할 수 있을 것 같다. 말하자면 물리학과 화학의 지식을 동원하여 생물을 이해한다는 관점으로 이 책을 읽어보면 좋을 것이다. …… 이 책은 내가 고1인 우리 아이에게 생물을 이해시킨다면 어떤 이야기를 하게 될까 고민하여 얻은 성과물이라고도 할 수 있다. 아이와 함께 산책을 하며 재미있는 생물학 이야기를 들려주듯이 해보자 생각하고 쓴 글이다. 여러 가지 이유로 생물학을 접해보고 싶은 이들에게 이 책을 바치며, 무엇보다 세상, 우주, 인간, 나를 이해하는 즐거운 생물학 여행에 동참해주어 고맙다는 인사를 전한다.”

“많은 일반인들은 내가 생물학 교수라는 얘기를 들으면 ‘난 생물학이 재미없었어요, 그나마 과학과목 중에 생물학이 쉬웠어요!’라는 말을 하고는 한다. 물론 중고등학생들도 똑같은 말을 종종 한다. 재미는 없지만 쉬운, 일견 모순처럼 보이는 두 의견은 생물학이 암기 과목이라는 곳에서 합의점에 이른다. 현재 중고등학생들과 그와 같은 교육과정을 거쳐 사회에 진출한 사람들, 더 포괄적으로 이야기하자면 생물학 전공자를 제외한 나머지는 대개 생물학에 대해 이처럼 오해하고 있다. 하지만 나는 대학 시절부터 지금까지, 30여 년의 시간 동안 생물학을 공부 혹은 연구하면서 생물학이 암기과목이라는 데 동의할 수 없게 되었다. 특히 연구 생활을 하면서는 생물학이 물리나 수학, 화학처럼 논리적 사고를 필요로 하는 전형적인 과학과목이라는 생각을 확고히 하게 되었다. 어째서 이런 괴리가 생겨버렸을까? 중고등학교, 심지어 대학에서도 생물학을 논리적 학문으로 배우지 못했기 때문은 아닐까? …… 이는 내가 이 책을 집필하게 된 가장 큰 이유이기도 하다. 생물 공부가 암기만 하면 되는 지루한 과목이라는 일반화된 상식을 깨고 싶었기 때문이다. 이 책을 통해 생물학도 물리학이나 수학, 화학 같은 논리적 과학의 한 영역으로 자리매김할 수 있기를 바란다.”

“생명을 분수와 같은 하나의 흐름으로 파악하면 그 아름답고 완벽한 대칭에 조각처럼 예쁜 생명체의 형태가 어떻게 결정되는지 궁금해진다. 어떻게 흐름 속에 있는 물체가 그토록 정교한 모습을 유지할 수 있을까? …… 직소퍼즐의 원리를 함께 생각해보자. 나는 가끔 휴가철이나 여가 시간에 1,000피스짜리 직소퍼즐을 맞추고는 한다. 최근에는 고흐의 〈별이 빛나는 밤에〉 명화 퍼즐을 맞추고 있다. 그런데 간혹 직소퍼즐을 서너 달에 걸쳐서 맞추다 보면 중간에 한두 조각이 버뮤다 삼각지대로 사라져버리는 경우가 있다. 다행히 이럴 때를 대비하여 직소퍼즐 회사에서는 잃어버린 조각을 보내주는 서비스를 제공한다. 퍼즐 상자에는 항상 우편엽서가 들어 있는데, 그 속에는 내가 잃어버린 조각이 무엇인지 묘사하여 보낼 수 있게 해놓았다. 이제 내가 필요로 하는 조각이 어떤 조각인지 설명하기만 하면 공장에서 보내줄 것이다. 어떻게 설명할까? 하늘 배경의 흰 해오라기가 나선으로 돌아가는 부분이라고 설명할까? 아니면 좌표로 가로 세로 몇 센티미터 부분의 조각이 빠졌다고 설명할까? 쉬운 문제가 아닌 것 같다. 생각해보라. 1,000피스짜리 직소퍼즐에서 어떤 조각이 분실되었는지 설명하는 것이 과연 쉬운 일일까?”