재밌어서 밤새읽는 생명과학 이야기

머리말 생물 현상에는 이유가 있다
감수자의 글

PART1 생물은 합리적으로 행동한다
생명의 탄생은 단 한 번의 기적
전달되지 않는 것은 남지 않는다
생물은 합리적이다
DNA는 왜 이중나선 구조인가
DNA 이야기1-유전정보는 이중으로 보호받고 있다
DNA 이야기2-염기쌍과 ‘사다리 이론’
DNA 이야기3-염기쌍이 수소결합인 이유
유전물질은 왜 DNA가 되었나
단백질을 이용한 효소의 촉매 기능
세포는 어떻게 탄생했을까
세포 안으로 들어온 엽록체와 미토콘드리아
협력과 대립이 공존하는 유전체 전쟁
에너지를 만든다1-왜 효소반응은 수중에서 일어날까
에너지를 만든다2-왜 전자전달계는 막에 고정되어 있을까

PART2 누군가에게 말하고 싶어지는 생명과학 이야기
식물은 왜 초록색인가
세포는 서로 협력한다
개미와 벌은 왜 협력할까
왜 동물의 몸에만 심장이 존재할까
다세포생물의 모든 세포는 동일한 유전자를 가지고 있다
딸보다 여동생을 키우는 게 더 유리하다?
집단의 효율화를 꾀하는 초개체의 탄생
지혜가 없는 세포도 조직을 만들 수 있다!?

PART3 재밌어서 밤새 읽는 생명과학
지능이 낮은 개미가 가장 좋은 선택을 하는 비결
뇌와 개미는 닮았다
인간도 꿀벌도 우울해진다
유전, 확률과 우연의 생명과학
분리와 조합의 원리에 따른 유전 이야기
성(性)이 출현한 이유
수컷과 암컷은 왜 존재하는 것일까
세대교번과 핵상교번, 그리고 에이리언?
더 많은 이득을 얻기 위한 자웅의 싸움
수컷이 수컷을 암컷이 암컷을 낳는 생물
살아남기 위해 싸울까, 도망칠까

맺음말 생물 현상을 관통하는 원리를 이해하라

생물은 예전부터 현재의 인간처럼 다세포이며 복잡한 기관과 이를 제어하는 시스템을 지닌 것은 아니었다. 최초의 생명은 현재의 세포보다 그 구조가 훨씬 단순했다. 그러다가 진화 과정을 거쳐 서서히 복잡한 시스템을 지닌 생물이 등장했고 현재의 다양한 생물군이 탄생한 것이다.
생물은 더욱 합리적인 형태로 발전할 수 있었음에도 이전에 존재했던 시스템을 이용해 새로운 성질을 얻어나갔기 때문에 지금 따져보면 합리적이지 않을 때가 있다. 닥친 상황에 따라 모습을 변형시켰던 것이다. 따라서 현재 생물의 모습을 이해하려면 과거 생물 진화의 역사를 알아두는 것이 좋다.
이런 관점에서 생명과학을 정리해가면 생물 현상을 ‘암기’하는 것이 아니라 ‘이해’할 수 있다. 말장난도 의미가 있으면 외우기 쉬운 것처럼 생물 현상이 왜 그렇게 되었는지를 바탕으로 생각을 정리하면 전보다 생명과학을 이해하기가 훨씬 쉬울 것이다. - <머리말_생물 현상에는 이유가 있다> 중에서

DNA에 있는 유전정보가 RNA의 것보다 더 안전하게 보호되는 이유가 한 가지 더 있다. 이는 DNA만이 가진 유전자 뚜껑의 존재다. DNA는 이중나선 구조로 서로의 염기가 상호보완적(A-T, G-C 조합)이라 실질적으로는 같은 정보가 두 개의 사슬 모두에 존재한다. 유전자가 해독되고 단백질에 번역되는 것은 한쪽 사슬뿐이지만 뚜껑에도 같은 정보가 담겨 있다.
DNA가 번역되었을 때 두 개의 사슬이 풀려 한쪽의 배열이 해독된다. 이때 해독된 사슬이 손실되어도 뚜껑 부분이 남아 있으면 이를 통해 원래 정보를 복원할 수 있다. 이는 한 개의 사슬인 RNA로는 불가능하다.
생명의 설계도인 유전정보는 위와 같이 DNA를 사용해 이중으로 보호되고 있다. - <DNA 이야기 ①-유전정보는 이중으로 보호받고 있다> 중에서

동물에게도 우울감이 존재할까?
이 명제에 대해 몇 가지 흥미로운 연구 결과가 발표되었다. 먼저 가재 이야기다. 수컷 가재는 암컷을 둘러싸고 다른 수컷과 싸우는데 싸움에 진 가재는 얼마간 싸우지 않으려고 한다. 이때 가재의 뇌를 조사하니 신경전달물질의 분비가 적다는 것이 확인되었다. 의욕을 상실한 가재 뇌의 생리 상태는 우울 상태인 사람과 비슷했다. 진 것에 스트레스를 받고 일종의 우울 상태에 빠진 것이라 해석할 수 있다.
그리고 우울 상태인 가재에게 항우울제를 투여하니 다시 싸움에 나선다는 것도 밝혀졌다.()최근 물고기 연구에서 강에 항우울제 성분이 흐르면 물고기가 대담한 행동을 한다는 보고가 있었다. 아마도 정상적인 상태보다 신경전달물질의 분비량이 많아져 인간처럼 들뜬 상태가 되었을 것이다. 들뜬 상태가 되면 생존율이 떨어지는 것이 분명하므로 우울함은 반대로 생존율을 높이는 효과가 있을지 모른다.
이것도 인간 마음의 기능이 뇌를 처음으로 가졌던 선조로부터 계승되어 진화한 것이라는 것을 나타내는 것이다. 그렇다면 우울함도 어떤 의미있는 기능이 있는 것이 확실하다. - <인간도 꿀벌도 우울해진다> 중에서

생명이란 무엇인가?