청소년을 위한 교양 생명과학: 돌연변이 유형

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 08월 14일 출간

작품소개

책소개

생명체의 DNA에서 일어나는 돌연변이는 단순한 유전적 오류가 아니라 생명 진화의 핵심 동력이자 현대 의학이 해결해야 할 중요한 과제다. 이 책은 그레고르 멘델의 완두콩 실험에서 최초로 관찰된 돌연변이 현상부터 왓슨과 크릭이 밝혀낸 DNA 이중나선 구조, 그리고 유전암호의 삼중자 코돈 시스템까지 돌연변이 연구의 역사적 발전 과정을 체계적으로 다룬다. 중학생도 이해할 수 있는 명확한 설명과 구체적인 사례를 통해 DNA 서열 변화가 생명체에 미치는 광범위한 영향을 살펴보며, 유해한 돌연변이와 유익한 돌연변이를 구분하는 방법과 유전적 다양성이 생물종 생존에 기여하는 메커니즘을 상세히 설명한다.

돌연변이는 크기와 위치, 발생 원인에 따라 다양하게 분류되며 각각 고유한 특징을 보인다. 하나의 염기만 바뀌는 점 돌연변이부터 염색체 전체 구조가 변하는 대규모 돌연변이까지, 이 책은 모든 유형의 돌연변이를 망라한다. 낫 모양 적혈구 빈혈증을 일으키는 단일 염기 변화, 듀시엔 근이영양증의 원인이 되는 대규모 유전자 결실, 다운증후군과 관련된 염색체 수 이상 등 실제 질병 사례를 통해 각 돌연변이 유형의 특성을 구체적으로 설명한다. 또한 바바라 맥클린톡이 발견한 옥수수의 점핑 유전자, 미토콘드리아의 모계 유전 방식, 후성유전학적 변화의 가역성 등 현대 생명과학에서 주목받는 특별한 돌연변이 현상들도 자세히 다룬다.

돌연변이 연구는 유전 질환의 원인 규명과 치료법 개발에 직접적으로 기여하고 있다. 헌팅턴병의 CAG 반복 서열 확장, 페닐케톤뇨증의 효소 유전자 변이, 가족성 고콜레스테롤혈증의 수용체 돌연변이 등 단일 유전자 질환부터 다인자성 질환까지 광범위한 유전 질환의 분자적 기전을 설명한다. 특히 암 발생 과정에서 종양 억제 유전자와 원암유전자에 축적되는 다단계 돌연변이의 역할, 브루스 에임스의 돌연변이원과 발암물질 상관관계 연구 성과를 통해 돌연변이와 질병의 밀접한 관계를 보여준다. 동시에 중립 돌연변이의 축적을 통한 분자 시계 개념과 자연선택을 통한 적응 진화 과정에서 돌연변이가 수행하는 건설적 역할도 균형 있게 제시한다.

현대 생명과학 기술의 발전은 돌연변이 연구에 새로운 지평을 열고 있다. CRISPR 유전자 편집 기술을 통한 정밀 돌연변이 도입과 교정, 차세대 염기서열 분석의 대용량 돌연변이 탐지 능력, 단일 세포 수준에서 체세포 돌연변이를 분석하는 최신 기법들이 상세히 소개된다. 액체 생검을 통한 순환 종양 DNA 모니터링, 인공지능을 활용한 돌연변이 효과 예측과 약물 설계, 개인 게놈 분석의 일상화와 맞춤형 의료 서비스 등 미래 의료 기술의 방향도 제시한다. 이 책은 돌연변이라는 생명 현상의 복잡성과 중요성을 체계적으로 이해하고, 현대 생명과학이 제시하는 새로운 가능성을 탐구하고자 하는 독자들에게 필수적인 지식을 제공한다.

목차

1. 돌연변이의 정의
2. DNA와 유전정보
3. 돌연변이 분류법
4. 점 돌연변이 기초
5. 염기 치환 반응
6. 삽입 돌연변이
7. 결실 돌연변이
8. 읽기틀 변화
9. 침묵 돌연변이
10. 미스센스 돌연변이
11. 넌센스 돌연변이
12. 염색체 구조 이상
13. 염색체 수 이상
14. 역전 돌연변이
15. 전좌 돌연변이
16. 유전자 중복
17. 미토콘드리아 돌연변이
18. 후성유전학적 변화
19. 자연적 돌연변이 원인
20. 인위적 돌연변이 유발
21. DNA 수리 메커니즘
22. 돌연변이와 유전질환
23. 돌연변이와 암
24. 돌연변이와 진화
25. 돌연변이 검출 기법
26. 돌연변이 연구 전망

인물정보

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.