＜이기적 유전자＞3장 불멸의 코일

[쿨맘]

3장 불멸의 코일
 
*생존기계
문어, 생쥐, 참나무 같은 생존 기계는 외형과 체내 기관 다르나 기본 화학조성은 다소 균일. 특히 자기 복제자(유전자)는 박테리아에서 코끼리까지 동일한 종류의 분자. 우리는 DNA라 불리는 분자를 위한 생존 기계다.

*DNA의 구성 단위
DNA분자는 뉴클레오티드라는 작은 단위 분자로 구성된 긴 사슬.(단백질 분자가 아미노산의 사슬인 것처럼) 그건 우아하게 맞물린 한 쌍의 뉴클레오티드 나선형 사슬, 즉 ‘불멸의 코일’인 ‘이중 나선’으로 돼 있다.
뉴클레오티드 구성 단위는 네 종류(A,T,C,G), 이들은 모든 동식물에 동일. 다른 점은 연결되는 순서.
*DNA-거대한 건물의 모든 방에 건물 전체 설계도 들어있는 책장이 있는 것과 같음. 이 수는 종에 따라 다른데 인간의 설계도는 46권.
각 권이 염색체, 현미경으로 보면 기다란 실처럼 보임.
설계도 그린 건축가는 존재하지 않음. DNA가 자연선택으로 만들어진 것이기 때문.

*DNA분자가 하는 중요한 일 두 가지
1.복제-스스로 사본 만듦. 처음 수정됐을 땐 설계도의 원본 하나 들어있는 한 개의 세포였는데 4,8,16,32...로 계속 분열해 몇 조가 됨. 10의15성.
2.DNA는 다른 종류의 분자, 즉 단백질 제조를 간접적으로 통제함.
단백질 만드는 건 몸 만드는 첫걸음.

*획득형질은 유전되지 않음-일생동안 아무리 많은 지식과 지혜 얻어도 단 한 가지도 자식에게 전해지지 않음. 새로운 세대는 무에서 시작. 몸은 유전자를 불변 상태로 유지하기 위해 유전자를 이용하는 수단이기 때문.
*유전자는 선견지명이 없다. 미래에 대한 계획이 없다. 유전자는 그저 존재할 뿐. 어떤 유전자가 다른 유전자보다 많을 뿐, 그게 전부.

*유전자는 개체의 특성을 정한다. 유전자는 끊임없이 교차하면서 세대에서 세대로 이어짐.

*인간의 설계도
46개의 염색체는 염색체 23쌍으로 이뤄져 있음.
아버지와 어머니에게서 각각 유래한 23개 구별 가능.
*무시되는 유전자-열성유전자. 반대는 우성유전자.

*유전자 풀
모든 유전자는 개체의 생존 기계속에 구속돼 있음.
*체세포 분열-1개의 세포가 2개로 갈라지는 정상적인 세포분열에서 각각의 세포는 46개의 모든 염색체 사본을 전부 받는데, 이 같은 정상적 세포 분열이 체세포 분열.
*감수 분열-생식세포, 즉 난자 또는 정자 만들 때만 일어나는 세포분열. 정소와 난소에서만 일어나는 특수 형태의 세포분열.
*난자와 정자는 염색체를 23개만 갖는 특이한 세포. 수정되면 새로운 개체 만들기에 딱 맞는 수.

*감수 분열과 교차
염색체 조각이 교환되는 과정을 교차라고 함. 교차 현상은 이 책 논의 전반에 걸쳐 매우 중요. 이는 보통의 체세포와는 현저히 대조적.
교차는 어머니 쪽 두루마리 테이프와 그에 상응하는 아버지 쪽 두루마리 테이프 맞잡아 들고, 그것에 적힌 내용이 무엇이든 대응하는 부분 잘라 바꾸는 것과 같음.
*시스트론-정의된 단위 지칭하는 말로 사용. 유전자와 시스트론 같은 의미로 쓰기도.
*유전자에 대해 모든 사람이 동의하는 정의는 없다. 이 책 제목으로 쓰인 유전자는 하나의 시스트론 가리키는 것 아니라 좀 더 미묘한 뭔가를 가리킴.
*유전자는 자연선택의 단위로서 그 역할 할 수 있을 만큼 긴 세대에 걸쳐 지속될 수 있는 염색체 물질의 일부로 정의한다.(윌리엄스의 정의)
*유전자는 복제 정확도가 뛰어난 자기 복제자. 복제의 정확도란 사본 형태로서의 수명 나타내는 또 다른 표현. 여기선 단순히 수명이라 부르기로 함.

*유전 단위
어떻게 정의해도 유전자는 염색체의 일부, 문제는 두루마리 테이프의 얼마만큼을 차지하는 부분인가 하는 것. 두루마리 테이프에 적혀있는 인접한 암호 문자 서열이 유전 단위. 우리가 일컫는 유전 단위는 염색체상 일정한 구간일 뿐, 물리적으로 나머지 염색체와 아무런 차이 없음.
*유전 단위 짧으면 짧을수록 더 오래 산다.

*유전자의 평균 수명
편의상 세대수로 나타낼 수도 있고, 햇수로 환산할 수도 있음.
아버지께 이어받은 8a번 염색체는 아버지 정소에서 만들어진 것으로, 전 세계 역사 통틀어 그 이전엔 존재하지 않았음. 그건 감수 분열 혼합과정으로 생겼는데, 친할아버지 할머니에게서 온 염색체 일부 모아 만들어진 것.
그 정자는 수백만 거대한 함대 이루는 작은 배들 가운데 한 척, 배들은 일제히 어머니 향해 전진. 이 특별한 정자는(이란성 쌍생아 아니라면) 당신 어머니 난자 중 하나에 닻 내린 유일한 배. 이것이 당신의 존재 이유.
당신의 8a번 염색체는 나머지 모든 유전 물질과 함께 자기 복제 시작, 복제된 형태로 몸 곳곳에 존재. 그러나 자식 만들 차례 땐 이 염색체는 파괴됨.
*작은 유전 단위의 선조를 거슬러 올라가면 최초의 창조자 만나게 됨
그 유전 단위는 어느 단계선가 조상 가운데 한 사람의 정소 또는 난소 내에서 창조된 것임에 틀림없다.
*당신의 유전 단위 중 하나는 당신 6촌 형제에도 있을 수 있다. 내게 있을 수도, 영국 수상에게, 키우는 개에게 있을 수도 있음. 먼 옛날로 돌아가면 우리는 다 조상이 같기 때문.
*그러나 아무리 가까운 친척이라도 하나의 염색체가 완전히 나랑 같은 사람은 없다. 유전 단위가 작으면 작을수록 다른 개체도 이를 갖고 있을 가능성 높아짐. 즉 사본 형태로 세상에 여러 번 나타날 확률이 매우 높아지는 것.

*돌연변이
점 돌연변이-이는 어떤 책에 오자가 단 하나 있는 것과 같은 오류.
드문 일이나 유전 단위가 길면 길수록 어느 곳엔가 나타나는 돌연변이로 그 유전자 단위 변할 가능성 큼.
*역위-또 다른 드문 종류의 오류 또는 돌연변이. 염색체 일부가 떨어져 나갔다가 거꾸로 된 방향으로 다시 붙는 것. 이는 한 권에서 다른 권으로 페이지 뭉치 옮기는 것 같음. 이때 자연선택은 이런 과정 거쳐 만들어진 새로운 유전 단위 선호할 수 있고, 이 경우 그 유전 단위는 미래의 개체군 내에 퍼질 것임. 유전자 복합체가 여러 해에 걸쳐 이 같은 방법으로 대폭 재조립되고 ‘편집’되었을 가능성도 있다.

*나비의 의태
의태-돌연변이 가장 깔끔하게 보여주는 예. 어떤 종류 나비는 눈에 잘 띄는 색깔이어서 새들은 ‘경고’표지 보고 이들 피함. 그런데 맛 나쁘지 않은 다른 종류 나비가 이득. 이들은 맛없는 나비 흉내 내 그와 닮은 색과 형태로 태어남.(맛은 닮지 않음)자연학자와 새들 감쪽같이 속음. 맛없는 나비 맛본 새는 비슷하게 생긴 나비 모두 피함. 자연 선택은 의태 유전자 선호. 이것이 의태가 진화하는 과정.
*시스트론이 한 몸을 이탈해 다른 몸으로 들어갈 때, 즉 다음 세대로 여행하기 위해 정자나 난자에 실릴 때, 먼 조상의 몸에서부터 여정을 같이 한 옛 길동무와 한 조각배에 같이 실리는 경우 많았을 것. 같은 염색체상에서 이웃한 시스트론은 단단히 뭉쳐 길동무 이루고, 이들은 감수 분열 시기 되더라도 반드시 같은 배에 탑승.
*이 책 제목은 이기적 시스트론도 이기적 염색체도 아닌 약간 이기적인 염색체의 큰 토막과 더 이기적인 염색체의 작은 토막이라고 붙여야 마땅한데,
매력적이지 않아 유전자를 여러 세대 걸쳐 존속할 가능 있는 염색체의 작은 토막이라 정의하고, 책 제목을 이기적 유전자라고 함.(도킨스의 유전자 정의)

*그레고르 멘델-유전 단위를 실제로 더 이상 나눌 수 없고 독립적 입자로 다룰 수 있음을 입증한 업적이 위대.
*유전자는 더이상 나눌 수 없는 존재는 아니지만 좀처럼 쪼개지지 않는다.
유전자는 할아버지 할머니로부터 손자 손녀에 이르기까지 다른 유전자와 섞이지 않고 그대로 중간 세대 거쳐 여행.
*유전자가 끊임없이 섞인다면 현재 이해하는 자연선택은 벌어질 수 없을 것. 다윈 생애중 밝혀진 사실임. 사람들이 멘델의 책 읽은 건 다윈과 멘델 죽고 몇 년 뒤. 멘델이 자신이 발견한 것의 중요성 깨달았으면 다윈께 편지 썼을 것.
*유전자는 마음대로 몸을 조작한다, 죽을 운명인 몸 버리면서 세대 거쳐 몸에서 몸으로 옮겨간다. 개개의 생존 기계인 우린 수십 년 살 수 있지만 유전자의 기대수명은 1백만 년 단위로 측정함.
*당신의 자식은 당신의 절반 밖에 안 되고, 당신의 손자는 당신의 1/4밖에 안됨. 그리하여 겨우 몇 세대 지났을 뿐이지만 기대할 수 있는 건 아주 작은 부분-몇 개의 유전자-만 지닌 다수의 후손일 뿐.
*개체는 안정적이지 않다. 정처 없이 떠도는 존재. 염색체 또한 트럼프 패처럼 섞이고 사라짐. 그러나 카드 자체는 살아남는다. 이 카드가 유전자.
유전자는 교차에 의해 파괴되지 않고 파트너를 바꾸어 행진 계속할 따름.
유전자들은 자기 복제자고 우리는 그들의 생존 기계. 우리의 임무 다하면 우리는 폐기됨. 그러나 유전자는 지질학적 시간을 살아가는 존재며, 영원하다.

*유전자는 영원하다
물리적 DNA분자는 생명이 짧다. 아마 수개월 정도. 그러나 사본 형태로 1억 년 동안 살아남을 수 있다. 고대 원시 수프 속의 고대 자기 복제자와 똑같이. 특정 유전자 사본이 온 세상에 퍼질 수도 있음. 다른 점은 오늘날 복제자들은 모두 생존 기계인 몸속에 온전히 들어앉아 있다는 사실.
*자연선택에 성공하는 단위가 가져야 할 특성-장수, 다산성, 복제의 정확도.

*유전자-이기주의의 기본 단위.
유전자가 자연선택의 기본단위에 대한 훌륭한 후보 될수 있는 건 잠재적 불멸성 때문. 잠재적:1백만 년 사는 유전자도 있고 최초 한 세대도 못 넘는 것 있음.
*유전자 수준에서 이타주의는 나쁘고 이기주의는 좋다. 유전자는 생존을 놓고 대립 유전자와 직접 경쟁한다. 유전자는 이기주의의 기본단위.

*유전자의 협력사업
치열한 생존경쟁에서 중요한 것은 차이, 진화에서 중요한 것은 ‘유전자에 의해 제어되는 차이’.
밀재배에 씨, 토양, 햇빛, 물, 무기물 필요하나 생장 촉진하는 질산염 비료의 차이처럼.
*조정선수의 예-8명의 선수 각각은 항상 특정 자리에 앉는 전문가. 이 선수들에 해당하는 것이 유전자. 바람은 외부 환경이고 교체 선수 집단은 유전자 풀.
늘 사라지는 쪽에 있는 유전자는 불운한 것이 아니라 나쁜 유전자다.

*팀워크
훌륭한 조정선수 자질 중 하나는 팀워크. 강한 근육만큼 중요. 나비 예처럼 자연 선택은 역위에서와 같이 염색체 일부가 대규모 이동하는 것 이용해 무의식적으로 하나의 유전자 복합체를 ‘편집’하고 잘 협조하는 유전자 모아 연관된 집단으로 만들 수 있다. 전혀 연결돼 있지 않은 유전자들이 상호 조화롭게 공존할 수 있다는 것 때문에 선택될 수 있다는 말. 즉 유전자 풀 내 다른 유전자 모두와 잘 협조하는 유전자는 유리한 셈.
예, 육식동물과 초식동물의 각각 알맞은 형태의 이빨과 창자.
*자연선택의 기본단위로 적합한 것은 유전 물질의 작은 단위인 유전자.
*유전자는 불멸인데, 몸 이상의 큰 단위는 일시적이라는 가정.
*유성생식과 교차가 있고, 개체는 죽을 운명이라는 사실에 근거 둠.
*왜 우리와 대부분의 생존 기계는 유성 생식을 하는 걸까?
우리의 염색체는 왜 교차하는 걸까?
우리는 왜 영원히 못사는가?

*노화 이론
“늙은 개체가 죽는 것은 그 종의 나머지 개체에 대한 이타적 행위. 번식할 수 없을 정도로 늙어서도 살아있는 개체는 세상을 어지럽히기만 할 뿐이기 때문”-피터 메더워의 가설

*우수한 유전자와 치사 유전자
우수 유전자의 일반적 특성
1.이기성
2.자기 생존 기계의 죽음을 번식 뒤로 미루는 경향.
치사 유전자-자신을 지니고 있는 개체를 죽이는 유전자.
반치사 유전자-개체가 쇠약해지게 해 다른 원인으로 죽을 가능성 높게 함.
*노쇠 현상은 치사유전자와 반 치사 유전자가 유전자 풀에 축적되기 때문에 나타나는 부산물일 뿐. 이들은 후기에 작용한 이유만으로 자연선택의 그물 구멍으로 빠져나올 수 있었던 것.
*메더워 이론은 후기에 작용하는 유해한 유전자가 유전자 풀 내에 축적되리라 예측.
*인간 수명 연장 두 가지 방법
1.어떤 연령, 예컨대 40세 이전엔 번식 못하게. 수백 년 후엔 50세로 올림.
2.유전자를 ‘속여’ 자신이 들어있는 몸을 실제 연령보다 젊다고 생각하게 함. 이렇게 하려면 나이 들며 일어나는 몸속 화학적 환경 변화 알아야.
후기에 작용하는 치사 유전자의 ‘스위치’ 켜는 ‘신호’가 이런 변화 중 하나. (이는 모두 메더워의 이론에 기초한 추측)

*유성생식과 교차 존재 가정은 입증하기 난감. 교차가 반드시 일어나야 하는 것도 아님. 초파리 수놈에겐 교차 안 일어남. 암놈도 교차 억제 유전자 있음.
유성생식 대안도 있는데, 진딧물 암놈은 수놈 없이 새끼 낳음. 그 암놈은 모두 어미 유전자 그대로 이어받음.
많은 식물은 흡근 뻗어 무성 생식. 무성생식으로 번식한 식물이 부모로부터 떨어지기도. 느릅나무처럼 부모와 자손 잇는 흡근 그대로 남아 있다.
*한 가지 의문-진딧물과 느릅나무는 유전자를 섞지 않는데 인간은 유전자 섞는 귀찮은 일을 하는가?
간단한 복제 과정이 성이라는 기묘하고 번거로운 방식 취하게 된 이유는 뭔가? 뭐가 좋은가?
진화론자가 답하기 어려운 문제. 이론가들은 습관적으로 개체가 살아남는 유전자 수를 극대화하려 노력한다고 생각하기 때문.
성은 개체가 자기 유전자 퍼뜨리기 위한 방법으론 ‘비효율적’이라는 것.
진딧물같이 무성생식으로 자기의 정확한 사본인 자손 만들 수 있으면 모든 자손 몸 통해 자기 유전자 100%를 다음 세대에 전달 가능하니까.
*유전자의 이기성
유성생식과 무성생식은 청색 눈 대 갈색눈 같이 하나의 유전자가 제어하는 특성일 뿐. 유전자의 이기성이라는 관점에서 성은 기묘한 것 아님.
*유전자를 진화의 인자에 가장 근접한 것으로 생각할 수 있는 것은 성과 교차가 있기 때문.
*이기적 유전자의 관점에서 보면 비합리적인 것은 아무것도 아님.
DNA의 진정한 목적은 생존하는 것.
*어떤 사람들은 진화를 지나치게 유전자 중심으로 생각하는 것 반대함.
조정 경기에서 이기고 지는 건 배 자체인 것과 마찬가지로 살거나 죽는 건 개체고, 자연선택이 가장 즉각적으로 나타나는 건 항상 개체 수준.
*진화는 유전자 풀 속에서 어떤 유전자는 그 수가 늘어나고 또 어떤 유전자는 수가 줄어드는 과정.
*이타적 형질의 진화 설명 땐 습관처럼 다음과 같은 질문 던지기.
“이 형질은 유전자 풀 내 유전자의 빈도에 어떤 영향을 주는가?”
*유전자 풀은 유전자가 살아가는 새로운 형태의 수프. 옛날과 다른 점은 오늘 날 유전자는 언젠가 죽을 생존 기계 만들기 위해 유전자 풀 내 동료 유전자 집단과 협력하며 살아간다는 것.
 
 

[쿨맘]

이번 주 숙제 끝!
한 호흡에 읽을 재미난 책에 한없이 가는 눈길 거둬 기어이 읽고 정리. 식구들아 벗들아. 정리한 것만 읽으면 화제작 <이기적 유전자> 마스터얌 흐흠!

[연필심]

이기적 유전자를 읽을수록 모든 생명체가, 내가 엄청난 존재라는 걸 느껴요. 나는 죽지만 나의 유전자는 불멸하리라.

그나저나 쿨맘님 완벽한 정리벽은 어떤 유전자의 장난일까 문득 궁금^^

[쿨맘]

그닥 바람직하지 않은 기질 어느 선조님꺼요!^^ 아는걸 말로 만들어낼 수 있어야 진정 아는 것이기에 무대포 쌍끌이 어선 스킬로...