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생물학의 역사부터 DNA 구조 발견까지
생명과학의 지평을 넓힌 영웅들을 만나다!

생물학 변천사를 통해 본 DNA 구조의 발견! 노벨상 수상 과학자들의 치열한 연구 속으로!

DNA 구조가 발견되기까지 고대 생물학 연구부터 시작해서 인류 역사에서 생명과학 분야에 어떤 발전이 있어왔는지를 과학자들의 생애와 연구 성과를 추적해가며 재미있게 엮었다. 노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학 시리즈〉 7권인 《세상에서 가장 쉬운 과학 수업 DNA 구조》는 한 권 전체가 생물학, 생명과학의 역사라고 해도 과언이 아니다. 고대 인류 문명부터 DNA 구조의 발견까지 역사적 흐름을 따라가며 시대별로 생물학 발전에 기여가 큰 과학자들의 생애와 연구 성과를 상세하게 다룬 이 책은 한 편의 이야기책처럼 술술 읽히는 것과 동시에 전 생애를 바쳐 연구에 몰두하는 과학자들의 집념과 노력에 감탄을 자아내게 한다.
모든 병이 자연적 원인에 의해 일어난다는 것을 의학 원리로 풀어낸 의학의 창시자 히포크라테스, 애주가이자 떠돌이였던 아랍 최초의 의학자 이븐 시나, 혈액이 온몸을 돈다는 사실을 알아낸 영국의 의학자 하비, 대중들의 비난과 질타 속에서도 연구를 계속해 인류를 천연두의 공포 속에서 해방시킨 제너, 깔끔하지 못한 성격으로 인해 우연한 계기로 페니실린을 발견하게 된 플레밍, 일생을 식물에 빠져 보낸 린네, 멘델의 유전법칙이 나오는 데 큰 역할을 한 다윈의 위대한 저서 『종의 기원』, 사후 35년이 지나서야 빛을 보게 된 멘델의 유전법칙, 초파리의 눈 색깔을 통해 유전 과정을 연구한 모건의 이야기는 과학도는 물론 과학에 흥미를 두지 않은 독자들에게도 쉽고 재미있게 읽힌다. 이러한 역사적 변천사를 거쳐 1950년대에 이르러 DNA가 이중나선 구조임을 밝혀내는 과정은 이 책에서 가장 흥미진진한 부분이기도 하다. 책 뒷부분에는 멘델의 논문과 모건의 논문, 왓슨과 크릭의 논문 영문본을 실었다. 이와 함께 DNA 구조가 발견되기까지는 생물학을 넘어 물리학, 화학 분야의 연구가 뒤따랐던 만큼 역대 노벨 생리의학상 수상자뿐만 아니라 노벨 물리학상 수상자, 노벨 화학상 수상자까지 총망라해 함께 수록했다.

[노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학 시리즈]
1권 : 아인슈타인(1921년 노벨 물리학상) - 특수상대성이론
2권 : 마리 퀴리(1903년 노벨 물리학상, 1911년 노벨 화학상) - 방사선과 원소
3권 : 플랑크(1918년 노벨 물리학상) - 양자혁명
4권 : 보어(1922년 노벨 물리학상) - 원자모형
5권 : 하이젠베르크(1932년 노벨 물리학상) - 불확정성원리
6권 : 아인슈타인(1921년 노벨 물리학상) - 브라운운동
7권 : 왓슨과 크릭(1962년 노벨 생리의학상) - DNA 구조
8권 : 디랙(1933년 노벨 물리학상) - 반입자 (※ 출간 예정)
9권 : 찬드라세카르(1983년 노벨 물리학상) - 별의 물리학 (※ 출간 예정)
10권 : 바딘(1972년 노벨 물리학상) - 반도체 물리학 (※ 출간 예정)
11권 : 아인슈타인(1921년 노벨 물리학상) - 일반상대성이론 (※ 출간 예정)
12권 : 유카와 히데키(1949년 노벨 물리학상) - 핵력 (※ 출간 예정)
13권 : 폴링(1954년 노벨 화학상, 1962년 노벨 평화상) - 화학결합 (※ 출간 예정)
14권 : 파인먼(1965년 노벨 물리학상) - 양자전기역학 (※ 출간 예정)
15권 : 피블스(2019년 노벨 물리학상) - 우주팽창과 암흑물질 (※ 출간 예정)
16권 : 글라우버(2005년 노벨 물리학상) - 양자광학 (※ 출간 예정)
17권 : 홀데인(2016년 노벨 물리학상) - 양자물질 (※ 출간 예정)
18권 : 하셀만(2021년 노벨 물리학상) - 기후 물리 (※ 출간 예정)
19권 : 차일링거(2022년 노벨 물리학상) - 양자정보 (※ 출간 예정)
20권 : 겔만(1969년 노벨 물리학상) - 쿼크모형 (※ 출간 예정)출간 예정)
20권 : 겔만(1969년 노벨 물리학상) - 쿼크모형 (※ 출간 예정)

★ 전국 과학교사모임 추천 ★ 이공계 진학 예정자 필독서
★ 일대일 친절한 과학 수업 ★ 노벨상 수상자의 오리지널 논문 영문본 수록

과학을 처음 공부할 때 이런 책이 있었다면 얼마나 좋았을까?
DNA 구조의 발견은 생물학의 주를 이루는 생명공학의 기본이 되는 가장 중요한 발견이다. 1950년대 과학계의 가장 뜨거운 이슈였던 DNA 구조의 발견은 크릭과 왓슨, 윌킨스에게 노벨 생리의학상 수상의 영예를 안겼다. 그러나 이러한 발견이 있기까지 X선을 이용한 결정학이 큰 역할을 한 것은 물론 무수한 과학적 발견과 과학자들의 연구가 그 바탕이 되었다. 더 나아가 생물학의 역사는 의학적 개념과 함께 발전해왔기에 문명의 발달과 그리스 의학, 중세와 근세, 근대의 의학 및 생물학 연구의 계보를 따라가는 일은 생명과학을 더 친근하고 쉽게 이해할 수 있는 길을 열어준다. 이 책은 바로 이러한 접근 방법을 통해 독자들에게 책을 읽는 즐거움과 새로운 지식을 알아가는 즐거움을 동시에 선사한다. 저자는 이 책을 고등학교 수준의 수식을 아는 수학 능력을 가진 사람을 목표로 했다고 하지만 과학에 흥미를 지닌 초등학교 고학년부터 중·고등학생, 일반인은 물론 과학 분야 전문가까지 폭넓은 독자층을 아우른다. 특히 책 뒷부분에 수록한 위대한 과학자들의 오리지널 논문은 과학도들에게 흥미와 도전의식을 불어넣는 소중한 자료임이 틀림없다.

일대일 수업을 듣는 듯 친절하고 자세한 과학 이야기
그동안 일반인이나 과학을 배우는 학생은 물론 그 분야에서 연구하는 과학자들마저 교과서나 이론 서적으로 공부하는 것이 일반적이었다. 그러나 이론의 탄생이 있기까지 과학자들이 얼마나 많은 창의적인 생각과 실험 속에서 새로운 것을 발견하였는지 안다면 더 이상 과학이 암기해야 할 학문으로 끝나지는 않을 것이다. 노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 〈DNA 구조〉는 천재 과학자들이 직접 작성한 논문으로 과학이론의 기초부터 탄생까지 과학을 흥미진진하게 배울 수 있도록 돕는다. DNA가 어떻게 생겼는지를 알아내는 것은 1950년경 과학계의 핫 이슈였다. 이에 많은 과학자가 이 문제에 뛰어들었고 생물학을 넘어 물리학적, 화학적 연구도 병행됐다. 윌킨스, 프랭클린, 왓슨, 크릭, 폴링 등의 유명한 과학자들도 예외는 아니었다. 이 과정에서 물리학자 크릭과 생물학자 왓슨은 프랭클린의 X선 회절 사진이 DNA가 이중나선 구조라는 것을 정확하게 보여준다는 것을 알아냈고 마침내 두 사람은 DNA의 그림을 그릴 수 있었다. 마치 일대일 수업을 듣는 듯 친절하고 흥미진진한 DNA 구조의 발견에 얽힌 과학사는 과학에 문외한이었던 독자들까지 끌어들이고도 남음이 있다.

과학의 역사와 배경지식을 대화체로 재미있게 쌓는다!
이 책은 2020년 유전자 가위에 관한 연구로 노벨 화학상을 받은 다우드나 박사의 인터뷰로 시작한다. 이어 이 책의 저자인 정 교수와 생물양의 대화를 통해 생물학 연구의 기원부터 DNA 구조 발견에 이르는 과학의 역사가 실감 나게 펼쳐진다. 생물양은 정 교수에게 린네가 분류한 생물분류 체계에 관한 설명을 듣고 ‘척삭동물’이 뭔지를 묻고 린네의 분류 체계에서 왜 ‘양서류’는 빠져 있는지를 묻는다. 용어의 의미를 정확하게 알아야 이해가 쉬운 생명과학 분야에서 생물양이 정 교수에게 건네는 질문은 그대로 독자의 입장이 되며, 이에 대한 정 교수의 설명은 ‘아하!’ 하는 반응이 나올 만큼 분명하고 명쾌하다. 정 교수는 생물양의 이해를 돕기 위해 이 책에 등장하는 과학자들의 출생에서부터 시대 배경, 과학에 흥미를 느끼게 되는 계기, 연구 과정에서 맞부딪힌 좌절과 고난, 마침내 거머쥐게 되는 위대한 연구 성과와 그 의미 등을 차분하게 설명해나간다. 과학자들의 생애를 훑는 과정에는 과학자들의 실제 모습과 저서, 그들이 몸담은 대학과 연구소 사진이 함께 수록되어 이해를 돕는다. 정 교수와 생물양의 대화로 친근하게 읽어나가는 생명과학 이야기는 독자들을 흥미 있는 과학의 세계로 이끌 것임이 분명하다.

시리즈로 만나보는 과학의 즐거움
외국인들과 대화하다 보면 놀라게 되는 것 중 하나는 그들은 과학을 무척 재미있게 배웠다는 사실이다. 그래서인지 국민의 평균 과학 지식도 상당히 높은 편이고 실제로 노벨과학상도 많이 배출되었다. 그러나 우리나라의 상황을 보면 아직 그 문턱은 꽤 높아 보이는 것도 현실인 것 같다. 이 책의 저자는 우리나라에서 노벨 과학상 수상자가 배출되지 않은 것에 안타까움을 느끼며 과학이야말로 우리 생활과 밀접하게 연결되어 있어 누구나 재미있게 배울 수 있다고 말한다. 특히 책에 실린 오리지널 논문을 이해하면서 책의 내용을 따라온다면 앞으로 크리스토퍼 유전자 가위를 비롯해 생명과학 분야에 더 많은 진전이 이어질 것이다. 이 책은 시리즈로 기획되었다. 한 권 한 권 완성해 나가는 과정을 통해 과학에 관심을 갖고 그 수준도 높아질 수 있으리라 생각한다. 더 많은 이들이 과학 분야의 연구에 관심을 두고 불굴의 의지로 연구에 뛰어들어 우리나라에서도 노벨 과학상 수상자가 탄생했으면 하는 저자의 바람이 이 책을 통해 더 많은 독자의 가슴에 와닿기를 소망한다.

박성은(서울과학교사모임, 세종과학고 생명과학 교사)
이 책에서 물리학자인 저자는 생물학의 최대 발견 중 하나인 DNA의 이중나선 구조에 대한 이야기를 풀어가기 위해 생명학의 역사를 쭉 따라오며 이야기를 하고 있습니다. 저자는 이 책을 고등학교 수준의 수식을 아는 수학 능력을 가진 사람을 목표로 글을 썼다고 하였지만, 크리스퍼 유전자 가위로 노벨상을 탄 다우드나의 가상 인터뷰를 통해 DNA 이중나선을 연구하던 시절에 대한 이해를 높인 것이나 정 교수님과 생물양의 대화 형식을 사용한 것은 글의 이해를 훨씬 쉽고 재미있게 합니다.
현장에서 생명과학을 가르치고 있는 저도 학생들에게 생명과학을 가르칠 때 과학사를 많이 언급하는 편이고 생명과학은 이렇게 과학사를 이해하면 훨씬 연구 결과를 이해하는 것이 친근하고 쉬운 경향이 있다고 생각하는 사람이기에 이 책은 정말 재미있습니다. 만남에 덧붙여 언급된 위대한 실제 원어 논문들은 더 나아가 과학자의 활동에 관심이 있는 독자들에게 즐거움을 줄 수 있을 거라 기대되는 부분이기도 하겠습니다.

남순건(경희대학교 이과대학 물리학과 교수 및 전 부총장)
저자는 이번에 아주 새로운 시도를 하고 있고 이는 어쩌면 우리에게 꼭 필요했던 것일 수 있습니다. 대화체로 과학의 역사와 배경을 매우 재미있게 설명하고, 그 배경 뒤에 나왔던 과학의 영웅들의 오리지널 논문들을 풀어간 것입니다. 과학사를 들려주는 책들은 많이 있으나 이처럼 일반인과 과학도의 입장에서 질문하고 이해하는 생각의 흐름을 따라 설명한 책은 없습니다. 게다가 이런 준비를 마친 후에 아인슈타인 등 영웅들의 논문을 원래의 방식과 표기를 통해 설명하는 부분은 오랫동안 과학을 연구해온 과학자에게도 도움을 줍니다.
이 책을 읽는 독자들은 복 받은 분들일 것이 분명합니다. 제가 과학을 처음 공부할 때 이런 책이 있었다면 얼마나 좋았을까 하는 생각이 듭니다. 정완상 교수는 이제 새로운 형태의 시리즈를 시작하고 있습니다. 독보적인 필력과 독자에게 다가가는 그의 친밀성이 이 시리즈를 통해 재미있고 유익한 과학으로 전해지길 바랍니다. 그리하여 과학을 멀리하는 21세기의 한국인들에게 과학에 대한 붐이 일기를 기대합니다. 22세기를 준비해야 하는 우리에게는 이런 붐이 꼭 있어야 하기 때문입니다.

추천사
천재 과학자들의 오리지널 논문을 이해하게 되길 바라며
생물학자 왓슨, “DNA는 이중나선 구조다” 주장 _ 노벨 화학상 받은 다우드나 깜짝 인터뷰

첫 번째 만남 : 생물학, 의학의 발전을 이끌다
생물학 연구의 기원 _ 문명과 함께 시작
고대 그리스의 생물학과 의학 _ 연구벌레 아리스토텔레스
엠페도클레스와 히포크라테스 _ 4원소설과 의학의 상관관계
최초로 동물을 해부한 갈레노스 _ 검투사들을 치료하며 경험을 쌓다
의학의 3대 지존 아비센나 _ 애주가이자 떠돌이 이븐 시나
중세 유럽 최초의 의학자 파라셀수스 _ 4원소설을 의학에 응용
피의 순환을 밝혀낸 하비 _ 살아 있는 동물을 관찰하다
훅, 세포를 발견하다 _ 현미경으로 관찰한 코르크
세포핵을 발견한 레이우엔훅 _ 작은 생물을 ‘미생물’이라 명명
종두법을 발견한 제너 _ “우두에 걸린 사람은 천연두에 걸리지 않는다”
미생물의 아버지 파스퇴르 _ “질병을 일으키는 것도 미생물”
소화계를 연구한 파블로프 _ 조건 반사로 노벨 생리의학상을 받다
미토콘드리아의 발견 _ 세포가 필요로 하는 에너지 만들어!
골지, 골지체를 발견하다 _ 소포체에서 합성된 단백질 가공
플레밍, 염색체를 발견하다 _ 세포 분열 연구 중 성과 일궈내
페니실린을 발견하다 _ 플레밍에서 플로리와 체인까지

두 번째 만남 : 종의 기원을 찾아서
종의 기원은? _ 레이, ‘종’을 생물분류의 기본단위로
린네, 꽃을 해부하다 _ 식물에 빠져 보낸 일생
찰스 다윈, 『종의 기원』을 출간하다 _ 자연선택설 주장
『종의 기원』, 파문을 몰고 오다 _ 진화론에 반발한 사람들

세 번째 만남 : 멘델의 유전법칙
멘델, 자연과학 연구를 향한 일념 _ 사후 35년이 지나서야 빛을 보다
멘델이 발견한 우열의 법칙 _ 우성 순종과 열성 순종을 교배하다
멘델이 발견한 분리의 법칙 _ 우성형질을 지닌 잡종 1대끼리 교배하다
멘델이 발견한 독립의 법칙 _ 두 종류 이상의 대립형질에 관한 유전법칙
멘델이 발견한 법칙의 부활 _ 드 브리스, 코렌스, 체르마크의 등장
중간유전의 발견 _ 우열 관계가 불완전한 형질 사이의 유전
유전의 염색체설 _ 헤르트비히, 보베리, 서튼의 연구들
성염색체의 발견 _ 스티븐스, Y염색체를 발견하다
모건의 초파리 실험 _ 초파리의 눈 색깔을 결정하는 것은?
혈액형의 발견 _ 란트슈타이너, 수혈이 가능한 경우를 알아내다

네 번째 만남 : X선 결정학과 DNA 구조 발견
X선의 발견 _ 뢴트겐, 아내의 손뼈를 X선으로 찍다
노벨상을 공동 수상한 브래그 부자 _ X선을 이용한 결정구조를 알아내다
X선 결정학 _ 브래그 부자, 회절무늬를 분석하다
핵산의 발견 _ 미셔, 세포핵 속에 있는 산을 발견하다
DNA 구조를 밝혀낸 네 명의 과학자 _ 크릭, 윌킨스, 프랭클린, 왓슨
DNA 구조 발견 전쟁 _ 캐번디시 연구소와 킹스 칼리지 연구팀의 합의

만남에 덧붙여
Experiments in Plant Hybridization _ 멘델 논문 영문본
Sex Limited Inheritance in Drosophila _ 모건 논문 영문본
Molecular Structure of Nucleic Acids _ 왓슨과 크릭 논문 영문본
위대한 논문과의 만남을 마무리하며
이 책을 위해 참고한 논문들
노벨 생리의학상 수상자들을 소개합니다
노벨 물리학상 수상자들을 소개합니다
노벨 화학상 수상자들을 소개합니다