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결빙방지단백질이야기(극지과학자가들려주는)-2(그림으로보는극지과학(
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결빙방지단백질이야기(극지과학자가들려주는)-2(그림으로보는극지과학(

  • 김학준, 강성호
  • |
  • 지식노마드
  • |
  • 2014-09-01 출간
  • |
  • 168페이지
  • |
  • ISBN 9788993322668
★★★★★ 평점(10/10) | 리뷰(1)
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북스크린영상으로 만나보는 한 권의 책 이야기

목차

들어가는 글
1장 추운 곳에서만 살 수 있는 생물들
1 얼음 왕국에는 수많은 생명이 살고 있다
2 추위를 견디는 것은 얼음과의 싸움
2장 생명에 꼭 필요한 물, 물은 왜 그렇게 중요할까
1 물은 얼음보다 무겁다
2 생명 활동의 모든 것을 담을 수 있는 용매
3 물의 특성은 수소결합에서 나온다
4 어는점 내림과 삼투압
5 극지 해빙은 미소생물의 서식처
박스1 해빙에 사는 미소생물들
3장 극지에서 생물은 추위를 어떻게 견딜까
1 세포막이 딱딱하게 굳지 않도록 한다
박스1 극지생물에서 찾아낸 자외선 차단물질
2 물이 빠져나가는 것을 막는다
3 추울 때는 몸에서 물을 빼버린다
4 세포 바깥에 보호막을 만든다
5 갑작스런 추위에 의한 단백질 변성을 막는다
박스2 단백질의 구조가 기능을 결정한다
6 극지생물은 얼음도 이겨낸다:
얼음이 생기지 않게 하거나, 얼음이 생겨도 참거나
4장 얼음이 생기지 않게 하는 결빙방지단백질
1 물고기 피에는 얼음이 생기지 않게 하는 물질이 있다
2 얼음에 붙어 얼음의 성장을 막는 결빙방지단백질
박스1 결빙방지단백질은 얼음의 재결정화도 막는다
3 얼음과의 결합 구조에 따라 어는점이 달라진다
4 얼어붙은 호수와 해빙에서 결빙방지단백질을 찾다
5 혈액과 장기를 보존하는 무독성의 동결보호제
감사의 글
용어설명
참고문헌
그림출처 및 저작권
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도서소개

이 책에서는 극지생물이 추운 환경에서 살아가는 데 큰 장애가 되는 물과 얼음이 왜 그렇게 생명체에 필요한지 알아보고, 추위를 이겨내기 위해 극지생물들은 어떤 삶의 전략을 펼치고 있는지 찾아본다. 그리고 그런 전략 중의 하나인 결빙방지단백질의 발견 과정과 구조를 살펴보고, 얼음이 더 커지지 않게 하는 단백질의 놀라운 메커니즘은 물론 앞으로 다양하게 활용될 응용까지 들여다본다.
북극과 남극에는 꽁꽁 어는 추위에도 얼지 않고 유유히 살아가는 생물들이 있다. 사람이라면 당장 동상에 걸려 움직이지도 못할 매서운 추위에도 이들은 끄떡없이 살아간다.
영하의 바닷물에도 아랑곳하지 않고 헤엄쳐 다니는 물고기도 있다. 다른 물고기들은 얼음이 둥둥 뜬 바다를 피해 모두 사라져 버렸는데도 이들은 꿋꿋이 버티고 있다.
이 책은 이렇게 극지생물들이 추위를 견디고 얼음을 이겨내는 방식을 다루고 있다.

지구상 거의 대부분의 생명체가 몸 안에 물을 갖고 있다. 추위가 닥치면 몸에 많은 변화가 일어나지만, 무엇보다 몸 안의 물이 얼어 얼음이 생길 수 있다. 체액은 얼어 흐르지 않고, 단백질은 변성되고, 장기는 찢어져 버린다. 하지만 그런 혹한에도 극지생물은 꿋꿋이 살아가고 있다. 추위를 이겨내는 나름의 삶의 방식을 찾아냈기 때문에 가능한 것이다. 그런 방식 중의 하나가 바로 결빙방지단백질이다. 몸 안에 얼음이 생기지 않게 하는 단백질을 만들어 남극의 물고기는 추운 바다를 마음껏 헤엄치고 있는 것이다.
이 책에서는 극지생물이 추운 환경에서 살아가는 데 큰 장애가 되는 물과 얼음이 왜 그렇게 생명체에 필요한지 알아보고, 추위를 이겨내기 위해 극지생물들은 어떤 삶의 전략을 펼치고 있는지 찾아본다. 그리고 그런 전략 중의 하나인 결빙방지단백질의 발견 과정과 구조를 살펴보고, 얼음이 더 커지지 않게 하는 단백질의 놀라운 메커니즘은 물론 앞으로 다양하게 활용될 응용까지 들여다본다.

“결빙방지단백질은 추운 곳에서 살아가는 생물들이 몸 속의 혈액 또는 체액이 얼지 않도록
분비하는 단백질이다. 말 그대로 얼음이 만들어지는 것을 방해하는 단백질이다”
_ 들어가는 글에서

# 왜 모든 생명체의 몸 안에는 물이 있는 걸까?
눈과 얼음으로 뒤덮인 북극과 남극은 온통 흰색이다. 그곳에는 오직 공기 중에 눈을 날리는 바람 소리뿐인 듯하다. 하지만 이곳에도 수많은 생명이 살아가고 있다. 북극곰과 펭귄, 물개가 언뜻 떠오르지만, 우리 눈에 보이지 않는 수많은 미생물들까지 합하면 그 수는 실로 어마어마하다. 한 조사에 따르면 얼음 1밀리리터에 많게는 10만 마리의 박테리아가 산다고 한다.
사람들이라면 며칠도 못 살 것 같은 이곳에서 이들은 어떻게 살아가는 걸까? 도대체 이들은 따뜻한 온대지방에 사는 생물과는 무엇이 다를까? 날이 추워지는 겨울이면 우리가 겨울잠을 자는 동물들이 있다. 날이 추워 대사활동이 안 되니 몸의 활동을 최소한으로 하는 것이다. 이들은 몸 안의 물이 얼지 않도록 땅속이나 물 속에 들어가 잠을 잔다. 개구리가 바로 그렇다. 몸 안의 물이 얼면 생명이 위태롭기 때문이다. 바로 이 책은 추위에 몸 안의 물이 얼지 않도록 하는 생물들에 관한 이야기이다.

우리가 늘 보는 물은 뻔한 것 같아도, 실은 아주 독특한 물질이다. 다른 물질과 달리 고체보다 액체가 더 무겁다. 그래서 얼음은 물 위에 둥둥 뜨게 된다. 우리는 늘 보는 것이라 별 것 아닌 것 같아도, 지구상 대부분의 물질은 물과 달리, 고체가 액체보다 무겁다. 고체의 밀도가 액체의 밀도보다 큰 것이다. 물이 우리 주위에 너무 흔해 익숙해서 다른 물질도 그럴 거라 생각할 수 있지만, 실제는 전혀 그렇지 않은 것이다. 물은 밀도만 독특한 게 아니다. 사실 물은 생명 탄생의 비밀도 간직하고 있다. 바로 이 점이 물이 우리 몸의 70퍼센트를 차지하고 있는 이유이기도 하다.

# 극지생물만의 추위를 이겨내는 방식과, 얼음이 더 이상 커지지 않게 하는 결빙방지단백질
날이 추워져 주위의 물이 얼기 시작하면 생명체에는 어떤 일이 일어날까? 우선 세포를 둘러싸고 있는 세포막의 지질층이 굳어 뻣뻣해지거나 젤리같이 엉겨버린다. 그러면 세포 안팎의 물질이 서로 왔다갔다할 수 없게 된다. 또 삼투현상으로 세포 안의 물이 빠져나가, 세포가 쭈글쭈글해지다 마르게 된다. 온도가 내려가면 단백질도 변성이 일어나 제 기능을 할 수 없다. 이 책에서는 극지생물들이 이런 어려움을 어떻게 극복하는지 상세하고 알기 쉽게 설명한다.

남극에 겨울이 닥쳐 날이 한층 추워지면, 바다에는 얼음이 넓게 덮이기 시작한다. 그러면 이제 그곳에는 물고기들의 흔적을 찾을 수가 없다. 그런데 이런 추위에도 남극의 바다를 헤엄치는 물고기가 있다. 너무 추워 모든 물고기들이 죽거나 떠난 이 곳에서, 이 물고기는 어떻게 살 수 있었을까? 그들은 이런 추위에서도 살아남을 수 있는 나름의 삶의 방식을 만들어낸 것이다. 바로 결빙방지단백질을 만들어 몸 안에 얼음이 생기지 않게 한 것이다. 섭씨 -1.9도의 바닷물에서도 얼지 않고 유유히 헤엄치는 물고기, 그 물고기에서 뽑아낸 단백질을 이제는 줄기세포와 혈액을 보존하는 무독성 냉동보존제로 사용하려고 한창 연구 중이다.

# 그림으로 보는 극지과학
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