1904년에헤릭과아이언은환자들의혈액을조사하던중,한젊은환자의적혈구대다수가정상인과달리,둥근도넛모양이아닌가늘고긴모양을하고있다는것을발견했다.이러한증상을적혈구가낫모양을하고있다고해서‘낫모양적혈구빈혈증’이라고부르며,이러한증상을가진사람은적혈구가산소를제대로운반하지못해심한빈혈과피로에시달린다.1949년에폴링과동료들은적혈구에들어있는산소운반단백질인헤모글로빈의구조가정상인과낫모양적혈구빈혈증환자사이에차이가있다는것을알아냈으며,1957년에인그럼과동료들은헤모글로빈을이루는글로빈단백질의6번째아미노산이정상인은글루탐산인데반해,낫모양적혈구빈혈증환자는발린으로바뀌어있음을알아냈다.즉,글로빈단백질을이루는아미노산1개의차이로인해헤모글로빈의구조가달라지게되었고,적혈구가낫모양을하게된것이다.후에DNA의구조가밝혀지고염기서열분석이이루어지면서낫모양적혈구빈혈증환자는정상인..
약46억년전에지구가탄생한후,최초의암석이나지층이형성된후부터인류시대전까지를지질시대라고한다.지질시대동안에는화산활동,지진활동으로인한지각의변동그리고기후변동이있었으며,지구환경의변화에따라생물도함께번성하였다.초기지구가생성된후약5~6억년동안지구에있었던지각과생물의흔적은발견되지않고있다.지각의암석중가장오래된암석의연령은약40억년으로추정한다.지질시대동안지구환경이변함에따라,지구에는여러종류의생물이출현하고,번성하고,그리고절멸했다.생물중에는죽은후화석으로남은것이있으며,화석중에서특정한시대의지층에한해서넓은지역에서산출되는것을표준화석이라고한다.또화석을근거로해서그것이들어있는지층이퇴적되던시기의환경을알수있는데이러한화석을시상화석이라고부른다.화석이풍부하게발견되는시기는약5.4억년전부터이다.그래서지질시대는5.4억년전을경계로그이전을은생이언,그이후를현생이언으로..
세포내공생이일어나게된이유를설명하기위하여마굴리스는약20억년전지구에는산소위기가닥쳤다고가정하였다.광합성세균의출현으로대기중에산소가급증하면서많은혐기성세균들이멸종위기를맞게되었다.호기성세균이생겨나면서일부작은호기성세균들이큰혐기성세균에감염해들어간다.이에적응할수없는혐기성세균들은대부분죽었지만,일부는살아서기생하는호기성세균의숙주가되었다.혐기성세균으로들어간호기성세균은숙주세포로들어오는산소를유기호흡으로제거해주고,이때발생한일부에너지를숙주세포에제공하면서이들은공생관계로발전하였다.마굴리스는이호기성세균이현재의미토콘드리아의진화적조상이라고제안하였다.마굴리스는이에추가하여엽록체는현재의남세균과유사한작은광합성세균의감염에서진화했다고가정하였다.이렇게됨으로써큰숙주세포는에너지를생산하는원시미토콘드리아에더하여단순한분자와태양에너지를이용하여영양분을생산하는엽록체를가지..
가을철이되면어린이나노약자들은독감예방주사를맞는다.독감을유발하는것은인플루엔자바이러스인데,스페인독감,홍콩B형등해마다다른이름의독감이유행한다.독감의이름은왜해마다달라질까?그이유는바이러스가지니고있는유전물질때문이다.모든바이러스는유전물질로DNA또는RNA를지니고있는데,동물을숙주로삼는바이러스는상당히많은종류가RNA를유전물질로지니고있다.이들은자손을번식시킬때RNA를복제하여전달하여야한다.그런데바이러스의RNA복제효소는사본을교정하는기능이없어높은돌연변이확률을가진다.따라서RNA를유전자로지닌바이러스의후손들은조상과는다른형태가자주출현하는것이다.이것이올해에는작년과다른독감바이러스가유행하는까닭이다.과학자들은그린란드의약38억년전지층에서생물체를구성하고있었다고생각되는탄소가발견되면서최초의생물이적어도38억년전에는출현하였다고추측하게되었다.현재가장오래된생물화석..
서양사람은왜동양사람과달리파란색눈동자를가지고있는경우가많을까?그것은서양사람의염색체에는동양사람이가지고있는‘눈동자는갈색으로한다.’라는유전자대신‘눈동자는파란색으로한다.’라는유전자가많이있기때문이다.그렇다면DNA로이루어진유전자는어떻게동양사람의눈동자를갈색으로,서양사람들의눈동자를파란색으로만드는것일까?눈동자의색을갈색으로,또는파란색으로만드는실질적인역할은멜라닌합성효소라고하는단백질이수행한다.이멜라닌합성효소는머리카락,피부,눈동자에있는홍채의색깔을어둡게하는흑갈색색소인멜라닌을합성한다.그리고눈동자유전자에는바로멜라닌합성효소를만들기위해필요한정보가저장되어있다.즉,눈동자유전자에저장된정보를이용해우리몸에서멜라닌합성효소가만들어지는것이다.동양사람처럼갈색눈동자유전자의정보를가진경우에는멜라닌합성효소가많이만들어지고,그결과많은양의멜라닌이합성되어눈동자가갈색을띠..
비록상상속의이야기지만영화‘쥐라기공원’에서는1억년전에살았던공룡의피를빨아먹고호박속에갇혀화석이된모기로부터,공룡의피를채취하고피에들어있던공룡의DNA와개구리의DNA를일부결합시켜멸종된공룡을부활시키는장면이나온다.실제로2010년도에는덴마크의연구팀이그린란드의얼어있는땅에묻혀있던4,000년전고대인‘이누크’의머리카락에서DNA를추출해생김새뿐만아니라식습관까지복원한사례도있다.뼈조각과함께발굴된네가닥의머리카락에서추출한DNA의유전정보에따르면이고대인은남성이며,갈색피부,갈색눈에펑퍼짐한앞니를가졌으며혈액형은A형이었다.또숱이많은검은머리였는데,탈모가진행되기전에일찍죽어서그렇지대머리유전자를가지고있었다.그리고이들은물고기와바다새,바다포유동물을주식으로삼았을것으로추정된다.DNA란무엇일까?어떻게DNA를이용해오래전멸종된공룡을부활시키겠다고상상할수있었을까?그리고4,..
초기에만들어진프로테노이드가아직자신만의정보를간직할수없었던데반해,RNA는특정아미노산서열을암호화할수있는성질을가져서유전물질로서의자격을갖추었다.아데닌이나시토신과같은염기와리보스,그리고인산기가결합하여리보뉴클레오타이드를구성하는데,이것에열을가하면스스로모여서RNA단일가닥사슬을형성한다는사실이밝혀졌다.원시대기에서도여러화학반응을통하여RNA가형성되었을것으로추정하고있다.그리고특정아미노산들의서열을암호화할수있는성질을가진RNA가단백질합성의주형으로사용될수있었다.단일가닥으로연결된RNA에비하여DNA는두가닥으로연결되어있고RNA에비하여유용한정보를더안정적으로저장,보존할수있다.원시적인생명체인바이러스의일부는아직도유전물질로RNA를이용하고있지만,현재의모든생명체는더정확한복제가가능한DNA를이용하고있다.따라서원시지구에서형성된RNA가필요에따라복잡한화학반응을거쳐..
밀러의실험에서한가지고려해야할것은환원성기체혼합물을사용하였다는점이다.즉,이들기체중에산소분자는없었다.산소는오늘날몇종류의생물체만을제외하고는모든생물체가필요로하는물질이기때문에초기대기중에산소가없었다는추정은주목할만하다.원시지구의대기에산소가없었다면최초의생명체는산소가없이살아야만했을것이다.산소는화학적으로반응성이큰기체이므로산소가존재했다면메테인이나암모니아와같이수소와결합하여환원된물질이자연적으로생성될수없었을것이다.유기물은생명체의구성에필수적인물질이며동시에먹이가되기때문에오늘날처럼산소가풍부한대기라면생명체의진화를방해했을것으로추정되었다.이처럼원시대기가환원성기체혼합물로이루어졌다는가정하에서는밀러의실험에대한정당성이입증될수있다.그러나원시지구의대기가실제로환원성이아닐수도있다는반론도있다.최근의연구결과,원시대기에탄화수소의산화물인이산화탄소와암모니아가산화된..