청소년을 위한 교양 생명과학: 유전자 조절

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 07월 05일 출간

작품소개

책소개

우리 몸의 모든 세포는 동일한 DNA를 가지고 있지만 근육세포는 수축하고 신경세포는 신호를 전달하며 간세포는 독소를 분해한다. 이처럼 같은 유전정보를 가진 세포들이 서로 다른 역할을 수행할 수 있는 비밀이 바로 유전자 조절에 있다. 세포는 필요에 따라 특정 유전자만을 선택적으로 작동시키거나 차단하는 정교한 시스템을 갖추고 있으며, 이 과정을 통해 생명체의 복잡하고 다양한 기능들이 조화롭게 이루어진다. 유전자 조절은 단순히 유전자를 켜고 끄는 것을 넘어서 언제, 어디서, 얼마나 강하게 작동시킬지까지 결정하는 생명의 핵심 원리이다.

DNA가 히스톤 단백질에 감겨 염색질을 형성하는 과정부터 전사인자가 특정 DNA 서열을 인식하여 결합하는 과정, 그리고 작은 RNA 분자들이 mRNA의 번역을 조절하는 과정까지 유전자 조절은 여러 단계에서 동시에 일어난다. 세균의 오페론 시스템은 환경 변화에 빠르게 대응하는 효율적인 조절 방식을 보여주며, 진핵생물은 더욱 복잡한 조합적 조절을 통해 수만 개의 유전자를 정밀하게 통제한다. 후성유전학적 변화는 DNA 서열을 바꾸지 않고도 유전자 발현 패턴을 바꿀 수 있음을 보여주며, 이러한 변화가 때로는 다음 세대에까지 전달되어 환경 적응의 새로운 메커니즘을 제공한다.

암세포에서는 정상적인 유전자 조절 시스템이 붕괴되어 무제한 증식이 일어나며, 줄기세포는 특별한 전사인자 네트워크를 통해 모든 세포로 분화할 수 있는 능력을 유지한다. 스트레스 상황에서는 생존에 필요한 유전자들이 우선적으로 활성화되고, 호르몬은 멀리 떨어진 표적 세포의 유전자 발현을 조절하여 전신의 생리 기능을 조율한다. 이러한 이해를 바탕으로 개발된 유전자 치료와 CRISPR 유전자 편집 기술은 이전에는 불가능했던 질병 치료의 새로운 가능성을 열어주고 있으며, 재조합 단백질 생산과 유전자 변형 작물 개발 등을 통해 우리 생활을 실질적으로 변화시키고 있다.

이 책은 복잡한 유전자 조절의 세계를 중학생도 이해할 수 있도록 구체적인 사례와 비유를 통해 설명한다. 27개의 챕터는 기본 개념부터 최신 연구 성과까지 체계적으로 구성되어 있어 독자가 단계적으로 지식을 쌓아갈 수 있다. 각 장에서는 실제 연구 사례와 일상생활 속 사례들을 풍부하게 제시하여 추상적인 생물학 개념을 구체적으로 이해할 수 있도록 돕는다. 유전자 조절 연구가 어떻게 질병 치료와 생명공학 발전으로 이어지는지 보여줌으로써 독자들이 생명과학의 현재와 미래를 폭넓게 조망할 수 있게 한다.

목차

1. 생명의 설계도를 조절하는 신비한 힘
2. DNA의 포장법과 염색질의 비밀
3. 유전자 전사의 시작과 끝
4. 유전자 스위치 조작자 전사인자
5. 프로모터와 인핸서의 놀라운 협력
6. 세균의 똑똑한 유전자 절약법
7. 진핵생물 복잡한 유전자 조절
8. 염색질을 재배열하는 분자 기계들
9. 히스톤의 화학적 꼬리표와 후성유전학
10. DNA에 붙는 메틸기의 유전적 기억
11. 부모가 물려주는 후성유전 정보
12. mRNA가 조절받는 다양한 방법들
13. 작지만 강력한 microRNA의 세계
14. 바이러스 방어 siRNA 기술
15. RNA 스플라이싱의 놀라운 다양성
16. 단백질 합성 과정의 정교한 조절
17. 단백질의 운명을 결정하는 화학적 변형
18. 세포 분열과 함께 춤추는 유전자들
19. 한 개의 수정란에서 복잡한 생명체로
20. 호르몬이 전하는 유전자 조절 신호
21. 위험 상황에서 켜지는 생존 유전자들
22. 암세포의 유전자 조절 시스템 붕괴
23. 만능 줄기세포의 유전자 조절 네트워크
24. 유전자 치료의 현재와 미래
25. CRISPR 유전자 가위의 혁명적 등장
26. 바이오테크놀로지로 바뀌는 우리 생활
27. 유전자 조절 연구의 미래 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.