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프롤로그. 세포의 하루는 한 가지 시계로 움직이지 않는다
1장. 세포의 크기 안에 들어 있는 세계 1절. 확대와 해상도가 알려주는 것 2절. 세포마다 다른 내부 지도 3절. 관찰과 추론 사이의 빈칸 4절. 같은 생명, 다른 관찰 조건 2장. 막이 가르는 안팎의 규칙 1절. 물과 기름이 만든 경계 2절. 막단백질이 결정하는 출입 자격 3절. 움직이고 굽어지는 표면 4절. 막의 균형을 흔드는 실험 3장. 에너지가 쓰일 수 있는 모양 1절. ATP는 저장고가 아니라 연결고리 2절. 포도당의 분해가 한 단계로 끝나지 않는 까닭 3절. 미토콘드리아 막에 쌓이는 기울기 4절. 산소의 조건과 에너지의 한계 4장. DNA의 정보가 행동이 되기까지 1절. 유전자와 유전체, 다른 질문 2절. 전사와 RNA의 가공 3절. 발현을 켜고 줄이는 장치 4절. 정보 모형의 유용함과 예외 5장. 단백질은 만들어진 뒤에도 완성 중이다 1절. 리보솜이 읽는 세 글자 2절. 접힘을 돕는 단백질과 실수의 처리 3절. 소포체의 품질 검사 4절. 만드는 속도와 지우는 속도의 균형 6장. 완성품이 제자리를 찾는 과정 1절. 단백질의 주소가 적히는 곳 2절. 소포체와 골지체 사이의 경로 3절. 소포의 접촉과 막융합 4절. 분비는 마지막 스위치를 기다린다 7장. 물질의 이동이 세포의 일을 바꾼다 1절. 확산과 삼투의 방향 2절. 채널과 운반체가 다른 이유 3절. 펌프가 만든 기울기의 재사용 4절. 상피세포를 통과하는 한 방향 흐름 8장. 세포 내부의 움직이는 레일 1절. 세포골격은 굳은 뼈가 아니다 2절. 모터 단백질은 물건을 어디로 옮기는가 3절. 세포가 형태를 바꾸는 순간 4절. 이동 영상의 속도와 원인 9장. 분열은 두 배로 늘어나는 사건이 아니다 1절. 세포주기에는 기다림도 들어 있다 2절. DNA 복제와 검문소 3절. 염색체가 한쪽으로 몰리지 않도록 4절. 멈춤이 실패가 아닌 이유 10장. 신호는 수신자를 골라 도착한다 1절. 멀리 오는 신호, 옆에서 오는 신호 2절. 수용체가 같은데 결과가 다른 까닭 3절. 세포 안에서 증폭되고 멈추는 신호 4절. 산소 변화가 유전자 발현으로 연결될 때 11장. 세포가 낡은 것을 없애는 기술 1절. 단백질을 골라내는 표식 2절. 리소좀과 재활용 경로 3절. 자기포식에서 확인되는 것 4절. 청소가 항상 이로운 것은 아니다 12장. 끝나는 세포가 남기는 질서 1절. 세포사멸과 손상의 겉모습 2절. 카스파아제가 연쇄로 작동할 때 3절. 발생과 조직 유지에서의 세포 제거 4절. 죽음을 본다는 것의 증거 수준 에필로그. 한 장면이 아닌 관계를 보는 시선 |
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세포를 집이나 공장에 비유하기는 쉽다. 막은 출입문, 핵은 사무실, 미토콘드리아는 발전소, 골지체는 배송센터처럼 소개된다. 처음에는 편리하지만 이 비유에는 함정이 있다. 출입문은 누구에게 열어 줄지 의논하지 않고, 핵이 세포의 모든 반응에 직접 명령을 내리지도 않는다. 미토콘드리아가 만든 에너지는 전깃줄로 흐르지 않으며, 단백질에 붙은 표적 신호에는 누군가 쓴 주소가 없다. 세포의 질서는 물리적 성질, 화학 반응, 분자들의 만남과 분리, 그리고 그 결과를 바꾸는 조절 과정에서 나온다.
대표적인 설명 대상은 동물의 진핵세포다. 진핵세포란 DNA를 주로 핵 안에 두고 여러 막성 세포소기관을 지닌 세포를 뜻한다. 세균처럼 핵이 없는 세포도 생명의 중요한 부분이지만, 두 종류를 한 장면에 섞으면 초보 독자는 '모든 세포에 핵이 있다'거나 '모든 세포가 미토콘드리아에서 ATP를 만든다'는 잘못된 결론에 도달하기 쉽다. 식물 세포와 미생물의 차이는 설명에 필요한 자리에서 구별한다. 과학 연구의 실제 사례도 등장한다. 개구리 난모세포에서 물통로의 역할을 검토한 연구, 효모에서 막 소포의 이동이나 자기포식에 필요한 유전자를 찾아낸 연구, 형광 단백질로 살아 있는 세포의 변화를 추적한 방법이 그 예이다. 이 연구들은 무엇을 보여 주었을 뿐 아니라 어떤 조건에서는 아직 대답하지 못하는 질문이 무엇인지 알려 준다. 세포생물학은 완성된 그림을 암기하는 학문이 아니라, 부분적인 관찰을 교차 검증해 설명을 발전시키는 연구이다. 독자는 각 장을 읽을 때 세 가지 문장을 나누어 생각하면 좋다. 연구자가 실제로 보거나 측정한 것은 무엇인가. 그 결과를 설명하기 위해 어떤 모형을 세웠는가. 그 모형이 맞다면 아직 검증하지 않은 어떤 결과를 예상하는가. 이 구별이 익숙해질수록 세포 안은 단어로 가득 찬 암기 공간이 아니라, 증거를 통해 읽을 수 있는 세계가 된다. |