나의 세상

드디어 DNA의 조직화를 다룰 차례다. 이 포스팅을 읽는 독자라면 아마도 염색체(Chromosome)라는 용어와 염색체의 X 모양 구조가 익숙할지도 모른다. 염색체는 DNA가 고도로 응축한 결과물이다. 그렇게 얇고 긴 DNA가 어떻게 눈에 보이는 염색체로 응축될까? DNA의 응축 과정을 DNA의 조직화(Organization)라 부르며, 세포(특히 진핵세포)는 총 다섯 단계의 조직화를 이용한다. 단계를 하나씩 알아보자. 1. 첫 번째 조직화 : 이중 나선(Double helix)의 형성 앞선 글에서 언급했듯, DNA는 단일 가닥으로 존재하지 않는다. 단일 가닥은 세포 내에서 안정성이 떨어지기 때문이다. 대신 매우 안정적인 이중 나선(Double helix) 구조를 형성한다. DNA 두 가닥을 연결하는 힘..

DNA는 유전된다. 우리가 후손들에게 넘겨주는 모든 정보는 DNA에 들어있는 셈이다. 이 말은 즉, 수십억 년을 거쳐 진화해 온 생명의 역사가 DNA에 고스란히 담겨있는 것이다. 이렇게 많은 정보를 저장하기 위해 세포는 DNA를 매우 압축적으로 조직화(Organization)한다. 정보를 한 권의 책이라고 한다면, DNA는 하나의 잘 정돈된 도서관과도 같은 셈이다. DNA의 조직화는 크게 다섯 가지 단계로 나눌 수 있다. 가장 간단한 이중 나선에서부터, 우리가 염색사(Choromatine)라 부르는 구조에 이르기까지 DNA는 다양한 단백질과 상호작용하며 조직화된다. 이번 글에서는 DNA의 조직화를 본격적으로 다뤄보기 전에, 저번 포스팅에서 대략적으로 다루었던 DNA의 구조에 대해 심도 있게 다뤄 볼 것이..

앞선 글에서 논의한 생명의 특성 중 하나를 떠올려보자. 생명, 즉 세포는 외부 환경을 감지해야 하는데, 이건 정확히 무엇을 의미하는가? 세포가 주변 환경을 감지해 무언가를 '알아낸다'는 건, 다시 말해 세포가 '정보(Information)'를 갖고 있음을 뜻한다. 정보란 굉장히 추상적인 개념인데, 예를 들어 생각해 보자. 한글의 자음과 모음은 그 자체로는 아무 의미를 가지지 못한다. 하지만 그들이 조합되어 단어, 문장, 문단을 형성하기 시작하면 의미, 즉 정보를 갖기 시작한다. 이러한 정보가 모이면 긴 글, 더 나아가 '책'의 형태가 되고, 도서관은 이러한 책들을 모아두는 대표적인 장소이다. 세포는 다양한 방식으로 정보를 저장해 두는데, 그중 가장 주된 저장 매체는 DNA(Deoxyribonucleic ..

어느 주제를 다루는 책이든, 1장에는 보통 그것의 역사가 들어가곤 한다. 그게 참 이해가 가지 않았었는데, 시간이 지나 나도 어떤 주제에 대해 글을 쓰게 될 때면 항상 길고 긴 서론을 먼저 작성해버리곤 한다. 아마 그것이 갖는 심오함과 아름다움을 독자들에게 최대한 설명하기 위해서가 아닐까 싶은데, 그것이 정말 효과가 있는지는 지금도 잘 모르겠다. 아무튼, 처음이기도 하니 이번 글에서는 생명과 세포의 정의, 그리고 그것들의 기원에 대해 간략하게 알아 볼 것이다. 1. 생명의 정의 (Definition of the life) 생명이란 무엇인가? 필자가 생각하기에 생명에 대한 가장 아름다운 정의는 다음과 같다. Life is a chemical system capable of Darwinian evolutio..

생물학을 배울 때 가장 우선적으로 공부해야 할 과목이 무엇일까? 필자는 '기초 화학'이라고 생각하는데, 아무래도 좀 김이 빠지는 이야기다. 어떤 책부터 읽는 게 좋을까 물어봤는데 한글부터 공부하라고 하는 느낌이다. 그래도 나름 '생물학'의 범주에 속하는 하위 과목들 중에서는, '세포생물학'이 가장 기본이 되지 않나 싶다. 이는 같은 과를 전공하는 친구들도 공통적으로 하는 이야기이다. 일단 그 내용이 고등학교 시절 배우던 생명과학Ⅰ, Ⅱ와 크게 다르지 않아서 익숙하다는 점도 있고. 생명의 기본 단위인 세포를 다루는 학문이니 폭넓은 내용을 배우게 된다는 것도 있다. 즉, 일단 세포생물학을 공부해두면 다른 세부 과목을 공부할 때 많은 도움이 된다. 생명과학과의 전공 과목을 정리한다면서 이제야 '세포생물학'을 ..

단백질(Protein)은 세포에서 일어나는 거의 모든 과정을 중개한다. 그래서 모든 세포는―심지어 생물인지 논란이 있는 바이러스(Virus)조차도― 다양한 단백질을 세포 내에 갖고 있다. 단백질은 매우 복잡한 3차원 구조로 되어 있고, 이러한 3차원 구조는 단백질의 기능을 결정한다(structure defines function). 단백질의 3차원 구조는 긴 아미노산 사슬이 접힘으로써 형성되는데, 접힘을 결정하는 것은 단백질을 구성하는 아미노산 각각의 성질이다. 때문에 아미노산에 대해 아는 것은 단백질을 공부하는데, 더 나아가 단백질로 구성된 효소로 매개되는 생체 내 화학반응을 다루는 학문인 '생화학'을 공부하는데 있어 매우 중요하다. 아미노산(Amino acid)은 공통된 구조를 갖는 분자들을 일컫는 ..

1. 삼투현상(Osmosis) ​ 서로 다른 농도를 가진 두 용액 사이에 용매만 통과 가능한 반투과성 막을 두면, 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 용매가 이동하게 되는데, 이를 삼투현상(Osmosis)이라 한다. ​ 쉽게 말해, 반투과성 막 때문에 녹은 물질은 움직일 수 없는데 두 용액의 농도는 맞춰줘야 하니 물이 대신 이동하는 거라고 생각하면 된다. ​ 위 그림에서처럼 물이 이동하면 두 용액간 높이 차이게 생기게 되는데, 이러한 높이 차이를 만드는 힘을 삼투압(Osmotic pressure)이라 한다. 이를 측정하기 위해서는 삼투현상이 종결된 시점에서 두 용액의 높이 차이를 측정하면 된다. ​ ​ 2. 삼투압(Osmotic pressure) ​ 그렇다고 모든 용액에서 저렇게 높이 차이를 측정할 수는 없..

앞선 글에서 탄소 수가 많아질 경우 관용명(Common name)으로는 탄화수소의 이름을 만들어내기 어렵다는 걸 알아봤다. 이번 글에서는 알케인의 체계적 명명법(Systematic nomenclature), 혹은 IUPAC 명명법(IUPAC nomenclature)에 대해서 알아보도록 하자. 1. 체계적 명명법 ① 가장 긴 사슬, 주사슬(Parent hydrocarbon)을 찾는다. 알케인의 이름을 붙이는 데 있어 가장 중요한 첫 단계는 주사슬을 찾는 것이다. 주사슬(Parent hydrocarbon)은 여러 가지가 뻗은 탄화수소 내에서 가장 긴 탄소 사슬을 의미한다. 주사슬이 무엇인지 파악할 때 그림, 혹은 구조식에 속지 않아야 한다. 위 그림에서처럼 주사슬은 일직선으로도, 꺾인 채로도 표시될 수 있다..

유기화학을 공부하는 데 있어, 또한 원활한 의사소통을 위해 유기화합물의 명명법(Nomenclature)을 아는 것은 매우 중요하다. 이 글에서는 유기화합물 중 가장 기본적인 알케인(Alkane)과 자주 쓰이는 치환기의 명명법을 알아보도록 하자. 글 말미에는 명명을 연습해 볼 수 있는 몇 가지 문제도 수록해 두었으니 참고하면 도움이 될 것이다. 1. 곧은 사슬 알케인(Alkane)의 명명 알케인, 또는 알칸은 가장 기본적인 구조를 갖는 유기화합물이다. (알칸은 일본에서 넘어온 독일식 발음인데, 대한화학회의 화학 용어 개정안에 따르면 미국식 발음인 '알케인'으로 표기하는 걸 권장한다. 이 글에서도 미국식 표기를 따를 것이다) 알케인은 오직 탄소와 수소만으로 이루어져 있다. 이러한 화합물을 탄화수소(Hydro..

산-염기 반응은 유기화학에서 주요하게 다루는 반응 중 하나이다. 유기화합물과 다양한 치환기(Substituent group)의 거동을 설명하는 데 있어 산-염기의 원리가 자주 사용되기 때문이다. 이번 글에서는 산-염기의 정의와, 유기화학을 공부하는 데 필요한 몇 가지 산-염기의 원리에 대해 다뤄보도록 하자. 1. 산-염기의 정의산-염기의 정의는 보통 세 가지로 구분된다. 아레니우스, 브뢴스테드-로우리, 루이스의 정의가 그것인데, 이들 정의를 각각 외우는 건 비효율적이기도 하거니와, 산-염기 반응의 '본질'을 이해하는 것과는 거리가 멀다. 조금 더 쉬운 비유를 들어 산-염기 반응이 무엇인지 이해해 보자.'산도'란 산의 세기를 의미한다. 산도의 단위는 조금 이따 다시 다루도록 하고. 어떤 물질의 산도가 높다..