나와 똑같은 사람을 만들 수 있을까?

우리는 왜 부모를 닮았을까?
흥미롭고 놀라운 유전자의 비밀!
‘DNA’라는 단어가 흔하게 쓰이는 세상이 되었다. 최근에는 노래가사에도 등장하고, 다이어트나 화장품 광고에도 자주 사용된다. 드라마에서는 단골 소재이기도 하다. 그만큼 우리 삶과 밀접해졌다는 의미일 것이다.
유전자는 부모로부터 자식에게 전달되는 정보다. 이 정보의 절반은 엄마에게서, 나머지 절반은 아빠에게서 온다. 엄마와 아빠가 절반씩 나누어주는 유전정보가 잘 합쳐질 때 자식이 태어날 수 있다. 그래서 우리는 자라면서 점점 부모를 닮아가는 것이다.
《나와 똑같은 사람을 만들 수 있을까?》는 유전자의 개념에서부터 시작해, 유전자가위, 유전자복제 그리고 생명공학의 미래까지 알기 쉽게 정리한 책이다. 이와 함께 유전이라는 개념을 처음 발견한 멘델의 실험과 유전자 연구가 실생활에서 어떻게 활용되는지, 생명공학의 미래는 어떻게 될 것인지에 대한 이야기도 담겨 있다.

유전자의 발견에서 활용 그리고 생명공학의 미래까지
알기 쉽게 풀어낸 유전자 이야기
유전 현상에 처음 관심을 가졌던 사람은 19세기 수도사였던 멘델이었다. 그는 어떤 생물은 부모의 특징을 그대로 물려받는데, 다른 생물은 그렇지 않은 이유를 알고 싶어 했고 수도원 정원에서 완두콩으로 실험을 했다. 그는 잡종 1세대에서 보이지 않던 형질이 잡종 2세대에서 다시 나타나는 것을 관찰해 ‘분리의 법칙’을 발견했고, 두 쌍 이상의 대립형질은 서로 간섭하지 않고 독립적으로 유전한다는 ‘독립의 법칙’을 발견하기도 했다.
멘델의 실험결과에 세상은 관심을 보이지 않았지만 그는 최초로 유전자라는 개념을 정리하고, 기본적인 유전 법칙을 발견한 인물로, ‘유전학의 아버지’라고 불리고 있다.
그렇다면 우리가 흔히 쓰는 유전자와 DNA, 염색체는 다른 말일까? 같은 말일까?
세포의 핵 속에 염색체가 있고, 염색체 속에는 DNA가 있다. DNA는 가느다란 실처럼 핵 속에 떠다니다가 핵이 쪼개져 세포가 둘로 나뉠 때 마치 실이 실패에 감기듯 히스톤이라는 단백질 덩어리 주위를 똘똘 감으면서 X자 모양 실뭉치처럼 된다. 이때 DNA가 뭉쳐서 이루어진 X자 모양 덩어리를 염색체라고 부른다. 즉 염색체는 X자 모양으로 뭉친 DNA와 히스톤 덩어리인 것이다.
지구 상 모든 생명체의 유전정보는 DNA에 염기서열 형태로 저장되어 있다. 염기 A아데닌, T티민, G구아닌, C시토신이 어떤 순서로 배열되어 있는지에 따라 신체에 드러나는 유전형질은 완전히 달라진다. 사람의 DNA에 있는 30억 쌍 염기서열이 지닌 모든 의미를 완전히 알아내기 위해 과학자들은 오늘도 연구 중이다. 이것은 인간의 생명활동을 지배하는 프로그램이 어떻게 돌아가는지를 알아내는 일이기 때문이다.
유전자에 대한 연구는 생명복제, 줄기세포 치료, 유전자 교정치료와도 관련이 크다. 유전자 교정 기술은 병든 사람을 치료하고, 병에 걸릴 확률도 줄여주고, 식량산업을 발달시키는 등, 사람들의 삶을 크게 향상시킬 수도 있지만 반대로 인류를 위험에 빠트리게 만들 수도 있는 매우 위험한 양날의 칼이기도 하다.
과학자들이 유전자 연구로 생명체를 만들고 복제하는 것은 그리스 신화에 나온 판도라의 상자를 여는 일과도 같다. 너무나 많은 위험과 불행의 씨앗이 그 속에 들어 있기 때문이다. 하지만 그것들과 지혜롭게 맞서 싸운다면 인류는 새로운 차원의 문명을 이루게 될 것이다.

지은이 : 유윤한
이화여자대학교 과학교육과를 졸업한 뒤 세상을 지혜롭게 이해하도록 도와주는 과학 이야기를 쓰며 번역도 하고 있습니다. 《궁금했어, 우주》, 《궁금했어, 인공 지능》, 《궁금했어, 뇌과학》, 《프런티어 걸들을 위한 과학자 편지》, 《슬기로운 과학생활》등을 썼고 《플라스틱이 가득한 지구》, 《왜 석유가 문제일까?》, 《수학의 구조 대사전》, 《카카오가 세계 역사를 바꿨다고?》, 《생활에서 발견하는 재미있는 과학 55》, 《매스히어로와 숫자 도둑》, 《스타메이커》등 여러 책을 우리말로 옮겼습니다.

그린이 : 백두리
홍익대학교에서 시각디자인을 공부했으며 그림이 담길 마땅한 자리를 찾아 채워 넣는 즐거움으로 살아가고 있습니다. 쓰고 그린 책으로는 그림 에세이 《솔직함의 적정선》, 《그리고 먹고살려고요》, 《나는 안녕한가요》 등이 있습니다. 《클레오파트라의 미 교실》, 《울퉁불퉁 뿔레용과 유령 소동》, 《까칠한 아이》, 《바람의 사춘기》 등에 그림을 그렸습니다.

01 유전자는 무엇일까?
유전자는 정보다 12 | 멘델의 실험 15 | 유전자의 관찰 23 | DNA의 구조 25 | 유전자, DNA, 염색체 32
궁금 쏙쏙 과학 사라진 왕실 후손을 찾아낸 DNA 40

02 유전자는 어떻게 생명체를 만들까?
우리 몸을 만드는 단백질 46 | 해결사 RNA 48 | 단백질을 만드는 공장 리보솜 51 | 세포분열 54
 DNA를 퍼뜨리는 방법 58 | 유전자 폭발 64 | 생식세포의 감수분열 67 | 감수분열의 문제점 70
궁금 쏙쏙 과학 아들에게만 전해지는 유전자 72

03 어떻게 유전자를 잘라내고 붙일까?
인간 유전체의 비밀 78 | 자연에서 찾아낸 유전자가위 82 | 제한효소와 크리스퍼 86
궁금 쏙쏙 과학 유전자 지문 90 | DNA와 과학수사 93

04 유전자를 어떻게 복제할까?
유전자가위는 마술지팡이 98 | 유전자가위로 치료약에서 백신까지 101 | 말라리아와 유전자가위 106 | 유전자 재조합 동식물 110 | 지구를 살리는 유전자가위 113 | 합성생물학의 등장 116
생명복제 기술 117 | 유전자 교정치료 122 | 줄기세포 치료 124 | 판도라의 상자 127
궁금 쏙쏙 과학 흥미로운 염색체들 130

부록 문학과 영화를 통해 알아보는 유전자 이야기 135
영화 〈가타카〉 136
소설 《라파치니의 딸》과 《모로 박사의 섬》 144