고등학생을 위한 분자생물학

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 06월 11일 출간

작품소개

책소개

분자생물학은 생명 현상을 분자 수준에서 탐구하는 학문으로, 20세기 중반 왓슨과 크릭의 DNA 이중나선 발견을 시작으로 현대 생명과학의 중심축이 되었습니다. 이 책은 고등학생들이 대학 수준의 분자생물학 개념을 체계적으로 이해할 수 있도록 구성된 교양서입니다. 멘델의 유전법칙부터 최신 CRISPR 유전자 편집 기술까지, 분자생물학의 역사적 발전 과정을 따라가며 복잡한 생명 현상의 분자적 메커니즘을 명확하게 설명합니다. 단순한 암기가 아닌 원리 이해를 통해 독자들이 생명과학의 근본적인 질문들에 대한 답을 찾아갈 수 있도록 안내합니다.

DNA의 이중나선 구조와 복제 과정, RNA 전사와 단백질 번역이라는 중심원리를 바탕으로, 유전정보가 어떻게 저장되고 전달되며 발현되는지를 상세히 다룹니다. 뉴클레오타이드의 화학적 성질부터 시작하여 왓슨-크릭 염기쌍 형성, DNA 중합효소의 정밀한 복제 메커니즘, RNA 중합효소의 전사 과정, 리보솜에서의 번역 과정까지 생명의 기본 정보 처리 시스템을 단계별로 설명합니다. 특히 유전자 발현 조절의 복잡한 네트워크와 돌연변이 및 DNA 수리 시스템을 통해 생명체가 어떻게 정확성과 다양성을 동시에 확보하는지 보여줍니다. 이러한 기본 원리들은 현대 생명공학과 의학 발전의 토대가 되고 있습니다.

재조합 DNA 기술과 PCR의 등장은 분자생물학을 실용적인 응용 과학으로 발전시켰습니다. 제한효소를 이용한 유전자 클로닝, 중합효소 연쇄반응을 통한 DNA 증폭, 인간 게놈 프로젝트의 완성과 차세대 시퀀싱 기술의 발전은 개인 맞춤 의학의 시대를 열었습니다. 단백질 구조와 기능의 관계, 효소의 촉매 메커니즘, 세포 주기와 암 발생의 분자적 기초, 세포사멸과 신호전달 네트워크 등을 통해 생명체의 복잡한 조절 시스템을 이해할 수 있습니다. 또한 줄기세포와 재생의학, 후성유전학, RNA 간섭 등의 최신 연구 분야들이 어떻게 기존 개념들을 확장하고 새로운 치료법 개발로 이어지고 있는지 보여줍니다.

CRISPR-Cas9 유전자 편집 기술, 합성생물학, 단일세포 분석 기술 등 21세기 분자생물학의 최전선을 소개하며, 인공지능을 활용한 단백질 구조 예측과 바이오컴퓨팅의 가능성까지 다룹니다. 각 장마다 핵심 개념을 발견한 과학자들의 연구 과정과 노벨상 수상 배경을 함께 설명하여, 과학적 발견의 역동적인 과정을 생생하게 전달합니다. 바이러스와 면역계의 분자적 전쟁, 발생생물학의 기초 원리 등을 통해 분자생물학이 단순한 학문적 호기심을 넘어 인류의 건강과 미래에 직결되는 실용적 지식임을 보여줍니다. 복잡한 개념들을 구체적인 사례와 함께 설명하여 고등학생도 충분히 이해할 수 있도록 구성되었습니다.

목차

1. 생명의 설계도를 찾아서
2. DNA의 이중나선 구조
3. DNA 복제의 정밀한 과정
4. 전사, 유전자에서 RNA로
5. 번역, RNA에서 단백질로
6. 유전자 발현 조절의 비밀
7. 돌연변이와 DNA 수리
8. 재조합 DNA 기술의 혁명
9. PCR과 DNA 증폭 기술
10. 유전체학과 대용량 분석
11. 단백질 구조와 기능
12. 효소의 생화학적 특성
13. 세포 주기와 분열 조절
14. 세포사멸의 분자 메커니즘
15. 세포 신호전달 네트워크
16. 암의 분자생물학적 이해
17. 발생생물학의 분자 기초
18. 줄기세포와 재생의학
19. 후성유전학의 신세계
20. RNA 간섭과 유전자 침묵
21. 바이러스와 숙주의 분자 전쟁
22. 면역계의 분자적 기초
23. 분자생물학의 미래와 전망

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.