생명의 탄생 : 원시생물로의 물질의 진화

오시마타이로

저자:오시마타이로
일본도쿄에서태어났다.도쿄대학이학부화학과를졸업하고동대학원생물화학과정을수료한이학박사이다.미국항공우주국지구권외생물학부문연구원을지냈고아인슈타인의과대학에서유학했다.도쿄대학연구원을거쳐미쯔비시화성생명과학연구소주임연구원으로일했다.전공은생화학,우주생물학이다.

역자:백태홍
서울대사대화학과를졸업하고서울대대학원,한양대대학원을수료했다.일본동북대대학원에서농학박사학위를받았다.인천사범,공고교사,서울여대,이화여대,건국대대학원강사와한양대이과대화학과교수및한국생화학회이사를역임했다.전공은생화학및식량화학이다.논문으로『자동산화유의독성및인삼에관한연구』등다수가있다.

첫머리에

제1장자연발생설의몰락과부활
진흙이나식물에서새나동물이태어난다?
파스퇴르와다윈의역할
자연발생설의쇠퇴
우연발생과지구외기원
새로운자연발생설―화학진화의고찰
생명기원연구의새로운예명

제2장생명의역사를거슬러올라간다
화석을더듬어가는길
지구의이력서
미화석―가장오래된생물의기록
우산모양의‘살아있는화석’
‘화학화석’이라는새로운단서
정말생물의유기물인가?

제3장화학진화의무대장치
화학진화10억년,생물진화35억년
수소,메탄,암모니아가많았던원시대기
지구의대기는두번크게변했다
‘파스퇴르점’을넘어산소호흡으로
생명을탄생시키기위한에너지
번개나운석낙하가중요한역할
만들어진화합물이분해되지않는조건이불가결

제4장원시유기물로의진화
원시지구의모형을만들다
유리-밀러의실험
예상외로간단히……
아미노산에서핵산,비타민의구성요소까지
시안산이생명탄생에일익을담당한다
수억년의반응을불과수개월에……
공업화학의발전에도연결된다
생명의부품은획득했는데……

제5장화학진화의주역들
생명이란무엇인가?
생물은‘진주목걸이’의한알
생물은형태와자기복제기능을갖는다
레오폰은생물이아닌가?
에너지대사의구성은공통
효소라고하는생체촉매
화학반응의우등생
훌륭한세포막의작용
유전자라는중요한요소
유전자의본체는핵산분자

제6장분자의성장
생체고분자의구성체
분자의성장
생물은어떻게단백질을만들고있는가?
그다지힌트가되지않는현재의단백질합성법
원시단백질의출현
원시단백질생성의아카호리설
단백질을만드는아미노산
아미노산의중합반응
탈수제에의한아미노산의중합반응
원시핵산출현의길

제7장질서의시작
기능을좌우하는아미노산의배열순서
활성중심이라는급소
원시단백질의아미노산배열
왜20종의아미노산에?
L형과D형―광학활성체
생명의도장―비대칭합성
원시지구상의비대칭합성
수정이씨가되어비대칭합성이?
비대칭세계의확대

제8장원시세포의탄생
원시유기물의독립선언
세포의기원?코아세르베이트
마이크로스피어라고하는원시세포모델
세포의근원은‘연못’이었나?
생물의자기복제계
원시지구의통신계는2문자?
돌연변이와핵산분자의진화
단백질분자의진화
비다윈진화?
원시생명의탄생―가설의세계
배선도와배선공의만남이초점……
생명탄생에영혼은필요하지않다

제9장우주에서의생명
지구외생물의가능성
우주로부터의서신
운석중의유기물
머치슨운석이말하는것
전파가포착한성간분자
성간분자는생명과관계가있는가?
생명의흔적이없는월석
화성의환경에서도미생물은살수있다
태양계의로제타스톤
기타별의생명

역자후기

책속에서

중세동안과학전반에걸친진보가매우느렸던것처럼생명의기원에관한생각도여기서거론할만큼가치있는발전은볼수없었다.연금술사가운데는플라스크속에서생물을만들려는노력을한사람도있었을정도였다.
그리하여사람들사이에서는지금에와서보면마치우스갯소리와같은이야기가믿어졌다.예컨대유명한이야기의하나는거위가어떤종류의나무에서태어난다는것으로,거위는식물이며성찬에써도된다고생각했다고한다.이윽고근대자연과학의예명을맞이하고정확한자연관찰과실증에바탕을두는과학시대가시작되면서이러한터무니없는이야기는믿지않게되었다.그러나더욱하등인생물은간단하게자연발생한다는생각에는변함이없었다._15쪽

오늘날과같이산소가풍부하게존재하고있는대기―이것이제3차대기이다―가생겨난것은생물이작용한결과다.제2차대기중에서탄생한원시생명은점차고차인것,복잡한것으로진화하여드디어광합성기능을가진생물에이르게되었다.먼저원시적인조류가출현하여광합성을한결과이산화탄소는흡수되고산소가방출되었다.대개화석을보면상상할수있듯이조류는급속히번식하여그당시의‘지구의지배자’였던게틀림없다.그렇게되자산소의축적도이에수반하여갑자기늘어나기시작했다._54쪽

금세기중반부터급속히발전한생물화학은생물의세포속에서행해지고있는에너지대사의구조를명백히했다.그구조는하등의박테리아로부터사람과같은고등생물에이르기까지기본적으로는같다는것이다.
예컨대글루코스(포도당)를영양으로할때화학적으로말하면글루코스를연소하여그에너지를세포가이용하는것이지만그구성은다음과같다.처음에글루코스는글루코스6인산이라는화합물로변하고여러단계의변화를거쳐피루브산이되며최종적으로는이산화탄소로까지산화된다.그사이에글루코스에저장되어있던에너지는ATP라는화합물의형태로끄집어내진다.
기본적으로이러한방식은모든생물에서공통된것이다.이사실은오늘날지구상의모든생물은공통된조상에서갈려졌다는것,그리고그시대부터모양과형태는종의분화,생물진화에따라변화했더라도세포내의에너지대사의기본만은변하지않았다는것을나타내고있다.거꾸로말하면원시세포도또한에너지대사의기본적인구성만은갖고있었다고말할수있다.에너지대사의주역은뭐니뭐니해도단백질이다.영양물에서에너지를얻는반응은여러단계에걸친연속된화학반응의조립으로이루어져있으나그하나하나의반응은단지섞어놓기만해서는반응이진행되지않는다.만일섞어놓는것만으로반응을진행시키려면외부에서가열하여높은온도를유지할필요가있다.그러나그런일을하지않아도생물의세포내에서화학반응이빨리진행되는것은효소라고하는촉매가존재하기때문이다.이효소의본체는단백질이다._97~99쪽