<진화하는 물>제럴드 폴락
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이 책의 원서 제목은 <Cells, Gels and the Engines of Life>인데 왜 책 제목을 <진화하는 물>로 정했을까 궁금해 하면서, 물이 진화하다니, 그게 뭐지? 궁금해 하면서 책을 끝까지 읽어 내려 갔는데, 책 마지막의 해설에서 이 책을 번역하신 김홍표교수님이 그 이유를 설명해 놓으셨네요.
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책은 세포막 이론의 발전의 역사와 세포 내 각종 분자 물질들의 작용 기전을 밝히면서 우리 몸의 70퍼센트를 이루고 있는 물이 세포내에서 단백질과 이온과 결합하면서 어떤 역할을 하는지 특히 상전이라는 개념으로 물이 단백질과 어떻게 결합하고 있는지 여러 가지 사례로 새롭게 설명합니다.
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책은 당연히 쉽지 않습니다. 그래서 이 책에도 자주 인용되는 알버츠의 <세포생물학>책을 같이 펼쳐놓고, 세포막 이론에 관해서는 교과서를 보고, 물과 세포와 관련된 부분은 <진화하는 물>을 비교해 보면서 저자가 말하고자 하는 물 중심으로 세포를 보자는 상전이의 개념이 무엇인가를 계속 생각하면서 읽었습니다. 두 번은 더 읽어야 될 것 같습니다.
“이 책은 생물학에서 물이 차지하는 역할에 관한 책이다. 세포 안의 70퍼센트를 물이 차지하고 있다고 말한다. 아마 무게 비율일 것이다. 정통 생물학은 물을 언급하지 않는다. 아니 굳이 말하자면 물의 물리화학적 성질 몇 가지를 말한다. 물을 피하기 위해 이중지질막이 생겨난 것이라고 기술하는 것이 생물학과 관련이 있다면 그럴 수도 있을 것이다. 물과 접하고 있는 쪽으로 친수성 있는 부분이 배치되다 보니 지금과 같은 세포막 구조가 생겼다는 것이다. 세포 안은 어떤가? 세포 안에 존재하는 70퍼센트의 물은 어떤 상태로 존재하고 그것이 세포의 기능에 어떤 식의 기여를 하는 것일까?.....
물은 도처에 있다. 물이 없으면 아무것도 없다....
어떤 생명체들은 물에 숨어 있는 전자를 그러모아 에너지를 포획하는 전략을 진화시켰다. 여기에 한 줄기 햇빛과 이산화탄소를 섞고 반죽을 해서 포도당을 만들었다. 이 방법은 거의 공짜나 다름없는 엄청난 양의 물을 에너지 공급원으로 사용하게 되었으니 지구는 이제 생명체로 넘쳐 날 가능성이 생겼다. 그렇지만 물은 다시 돌아와야 한다. 왜냐하면 물은 지질학적 시간 동안 그 양이 변함이 없기 때문이다. 에너지 불변의 법칙처럼 물의 양도 변함이 없어야 한다. 그래서 이제 물을 개서 알맹이를 먹고 버린 쓰레기를 재활용하는 방법을 터득해야만 했다. 그 쓰레기를 우리는 산소라고 부른다. 산소를 다시 물로 만드는 것, 이것이 우리가 매 순간 하고 있는 일이다. 조금 현학적인 의미로 호흡이라고 부르는 것이다.
물의 화학적 성질에 기초해 그들이 세포 내 물질과 어떤 상호작용을 하고 있는 것일까? 제럴드 폴락은 여기에 정면으로 도전한다. 그의 질문은 평이하다. 왜 젖은 모래에는 발이 빠지지 않을까? 아메리카 삼나무 꼭대기까지 물은 어떻게 올라갈 수 있을까? 혹시 우리 세포는 겔과 같은 것이 아닐까? 물은 단백질에 붙들려 있어서 흘러가는 강물과 다른 성질을 갖고 있는 것은 아닐까?
이 책의 원래 제목은 <세포, 겔, 생명의 동력>이다.
폴락은 물의 입장에서 세포막에 박혀있는 채널과 펌프의 기능을 새롭게 해석한다. 세포를 푸딩 같은 겔처럼 생각하면 세포 내용물의 분비 혹은 운반과 같은 기본적인 세포 과정은 어떻게 해석될까? 폴락은 이때 상전이라는 개념을 동원한다. 겔 속의 물이 단백질 구조 변화에 발맞춰 들락날락 하면서 복잡한 생물학적 기제가 작동한다는 것이다. 물을 첨가해 생물학 다시 보기.“-<진화하는 물> 중에서
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