사이언스 틴스 22 궁금했어, DNA
생명의 비밀을 품고 있는 놀라운 설계도,
유전의 역사를 밝히고 인류의 미래를 여는 DNA
우리는 왜 부모를 닮을까?
부모를 닮지 않은 자녀는 왜 있을까?
DNA에는 어떻게 유전 정보가 담겨 있을까?
인간이 새로운 생명체를 만들 수도 있을까?
생명의 비밀을 품고 있는 놀라운 설계도, DNA!
세상에는 생김새와 종류가 다른 수많은 생명체가 살고 있어요. 대부분의 생명체들은 저마다의 방식으로 자기를 닮은 자손을 퍼뜨리지요. 사람도 그렇습니다. 우리는 부모에게서 태어났습니다. 우리는 왜 부모님을 닮았을까요? 부모를 닮으면서도 같은 부모에게서 태어난 형제자매는 또 서로 다른 모습이지요. 이러한 생명의 다양성과 유전의 비밀을 풀어 주는 열쇠가 바로 DNA랍니다. DNA에는 생명체의 몸을 만들고 생명 활동을 이어 가는 데 필요한 유전 정보가 담겨 있어요. 인류가 DNA의 정체를 알아내기까지는 오랜 시간과 수많은 과학자의 노력이 필요했지요. 《궁금했어, DNA》는 부모와 자녀가 닮는 이유에서 출발해 유전 법칙의 발견, DNA의 구조와 역할, 그리고 미래의 유전 공학까지 생명의 비밀을 밝혀 온 과학의 역사까지, 어린이의 눈높이에 맞춰 꼼꼼하게 풀어낸 책이에요.
완두콩 재배 실험에서 시작된 유전의 비밀을 밝히는 여정
옛날 사람들은 자녀가 부모를 닮는다는 사실은 알았지만, 그 이유를 정확히 설명하지 못했어요. 그러다 19세기 오스트리아의 수도사 멘델이 완두콩을 이용한 실험으로 유전의 법칙을 발견했지요. 이후 과학자들은 염색체와 유전자의 존재를 알아냈고, 마침내 유전 정보를 담고 있는 DNA의 이중 나선 구조까지 밝혀냈어요. DNA에는 아데닌, 티민, 구아닌, 시토신이라는 네 가지 염기가 특별한 순서로 배열되어 유전 정보를 저장하고 있어요. 이 정보는 RNA를 거쳐 단백질을 만드는 데 이용되고, 우리 몸의 다양한 생명 활동에도 관여하지요. 이 책은 멘델의 완두콩 실험부터 DNA의 발견까지 과학자들이 어떻게 유전의 비밀을 하나씩 풀어 왔는지 보여 줘요. 또 돌연변이와 진화의 관계를 살펴보며 지구에 다양한 생명체가 존재하는 이유도 이해할 수 있게 도와준답니다.
DNA가 열어 가는 놀라운 유전 공학의 세계
DNA의 비밀이 밝혀지면서 인류는 생명체의 유전 정보를 읽고 활용하는 새로운 기술을 발전시켰어요. 범죄 현장에서 발견한 DNA로 범인을 찾아내고, DNA 바코드로 생물의 종류를 구별할 수도 있지요. 유전자 검사를 통해 질병과 관련된 유전 정보를 알아내고, 유전자 재조합 기술로 질병 치료에 필요한 물질을 만들기도 해요. 또 유전자 조작으로 새로운 성질을 가진 농작물을 개발하고, 줄기세포 연구와 동물 복제를 통해 생명의 가능성을 넓혀 가고 있답니다. 하지만 유전 공학이 발전할수록 생명 윤리와 안전성에 관한 문제도 함께 고민해야 해요. 유전 정보를 나쁘게 이용하거나 생명을 함부로 조작한다면 예상하지 못한 위험이 생길 수도 있기 때문이지요.
DNA의 발견은 생명의 비밀을 이해하는 데 그치지 않고 의학과 농업, 생명 공학의 발전으로 이어지고 있어요. 《궁금했어, DNA》를 통해 어린이 독자들은 유전의 원리와 과학의 발견을 이해하고, 유전 공학이 가져올 미래의 가능성과 우리가 함께 고민해야 할 문제까지 생각해 볼 수 있을 거예요.
성균관대학교 생명과학과를 졸업하고, 출판사에서 편집자로 일했습니다. 현재는 글을 쓰고 만화를 그리는 프리랜서 작가로 활동 중입니다. 대표 작품으로는 《만화 통세계사》 《LIVE 한국사 1》 《코딩맨 어드벤처》 《별별 과학 스타》 《Who? 알렉산더 플레밍》 《Who? 제임스 와트》와 《Why? 인공지능》 《Why? 미래 에너지》 《궁금했어, 탄소 중립》 《궁금했어, 생명 과학》 등이 있습니다.
만화를 공부했고, 그림책이 좋아서 그림책을 열심히 짓고 있습니다. 자연과 사람의 따뜻한 마음씨에 관심이 많습니다. 앞으로도 작지만 소중하고 따뜻한 이야기를 하고 싶습니다. 지은 책으로 《워터Water》 《마음을 잡으러 가는 아이》 《수리수리 마음 더듬이》가 있고, 그린 책으로 《나, 주먹밥》 《열 살, 맹자를 만나다》 등이 있습니다.
1장_ 유전학은 어떻게 시작되었을까?
생명과 유전
옛날 사람들은 유전을 어떻게 생각했을까?
옛날 사람들은 유전을 어떻게 이용했을까?
/ 궁금 pick / 개는 왜 이렇게 다양한 모습일까?
2장_ 유전의 비밀을 밝혀라
멘델의 유전 법칙 발견
염색체와 유전자의 발견
유전자의 정체를 밝혀라
/ 궁금 pick / 비운의 과학자 로절린드 프랭클린
3장_ DNA와 유전
DNA와 유전 정보
생명을 만드는 DNA
돌연변이와 유전
/ 궁금 pick / 찰스 다윈은 어떻게 진화론을 알아냈을까?
4장_ DNA 이용과 유전 공학
유전자 지문과 DNA 바코드
유전자 변형 기술
인간 게놈 프로젝트와 유전자 검사
줄기세포와 동물 복제
/ 궁금 pick / 유전자 조사로 인류의 기원을 알아낼 수 있을까?
5장_ 유전 공학과 인류의 미래
유전 공학 기술이 만드는 세상
유전 공학이 남긴 문제들
/ 궁금 pick / 쥐라기 공원을 만들 수 있을까?
작가의 말
개는 개를 낳고, 고양이는 고양이를 낳아 그 수를 늘려 가지. 식물도 마찬가지야. 콩 심으면 콩이 나고, 팥 심으면 팥이 나서 그 수를 늘려 가잖아. 이렇게 생물이 자신과 같은 종류의 자식을 낳으면서 자기 모습과 성질을 자식에게 전하는 것을 ‘유전’이라고 불러. _본문 11쪽에서
1856년부터 그는 수도원 뒤뜰에 완두를 심기 시작했어. 완두는 기르기 쉬울 뿐만 아니라 짧은 시간에 많은 자손을 얻을 수 있으므로 실험 재료로 가장 적당했거든. 그리고 완두를 기르며 얻은 결과를 하나하나 자세히 기록했어. _본문 43쪽에서
유전자는 DNA로 이뤄졌으므로, 결국 DNA는 생명체를 만드는 설계도이며, 생명체가 살아가는 데 필요한 모든 정보를 가진 물질이야. _본문 70쪽에서
DNA의 구조를 보면, 아데닌(A)과 티민(T), 구아닌(G)과 시토신(C) 네 가지 염기 중 하나를 가진 뉴클레오티드 2개가 서로 마주 보고 결합하고, 이렇게 결합한 뉴클레오티드들이 길게 이중 나선 구조로 배열하고 있어. _본문 70쪽에서
우리 몸은 수많은 세포로 이루어졌어. 아빠의 정자와 엄마의 난자가 만나 생긴 수정란이 계속 분열해 세포 수를 늘리면서 우리 몸이 성장한 거야. 세포가 분열해 그 수를 늘릴 때 앞에서 소개한 DNA 복제가 일어나. 그래야 세포 분열로 생긴 새로운 세포들도 아빠의 유전 정보와 엄마의 유전 정보를 가질 수 있거든. _본문 75쪽에서
유전이나 생명 현상은 오로지 DNA의 유전 정보에 의존해서만 일어나는 것은 아니야. DNA는 세포가 필요할 때마다 유전 정보를 알려 주는 설계도 역할을 할 뿐이지. 따라서 유전이나 생명 현상은 세포 속의 DNA, RNA, 단백질 등 다양한 물질이 어우러져 일어나는 아주 복잡한 과정이라고 봐야 해. _본문 82쪽에서
범죄 사건 현장에서 찾아낸 침이나 혈액에 세포 하나만 있어도 그 세포의 주인을 알아낼 수 있어. 한 사람의 몸에 있는 모든 세포는 같은 DNA를 갖고 있기 때문이야. 그런데 세포 하나에 있는 DNA는 양이 너무 적어서 그것만으로 직접 유전자 지문을 만들 수는 없어. 그래서 DNA 증폭기를 이용하는데, 증폭기는 DNA를 백만 배로 늘릴 수 있지. _본문 100쪽에서
대표적인 유전자 조작 기술로는 ‘유전자 재조합 기술’이 있어. 유전자 재조합 기술은 어떤 생물의 DNA에서 원하는 유전자를 떼어내 다른 생물의 DNA 안에 넣는 기술이야. 생물 종을 뛰어넘어 유전자를 집어넣는 거지. 그러면 새로운 유전자를 받은 생물은 새로운 성질을 갖게 돼. _본문 107쪽에서
그래서 동물 복제 기술에 제한이 필요해. 생명을 존중하는 관점에서 이 기술에 대한 평가가 있어야 하고, 이 기술에 대한 사회적 동의도 필요하지. 또한, 이 기술이 올바로 쓰이도록 법과 제도가 세워져야 해. 그리고 이러한 동물 복제 기술 연구 중에 희생당한 동물에 대한 미안하고 고마운 마음도 가져야 하지. _본문 150쪽에서