이기적 유전자(3장_1) 요약 정리

3장 불멸의 코일(1)

이기적 유전자_리처드 도킨스 (3장)

유전자란 무엇인가

유전자는 모든 생명체를 지배하는 자기 복제자로, 생존 기계를 통해 자신을 유지하고 발전시켜 왔습니다. DNA는 오늘날 생명체의 기본적인 복제자로 작용하지만, 최초 자기 복제자와 동일한 존재인지에 대해서는 여전히 미지의 영역으로 남아 있습니다.

 

1. 생존 기계와 유전자

- 모든 생명체(인간, 동식물, 박테리아, 바이러스)는 유전자를 위한 생존 기계다.
- 유전자는 생존 기계의 다양성을 통해 자신을 유지한다. (예: 원숭이는 나무에서, 물고기는 물속에서, 벌레는 땅속에서 유전자를 유지.)

 

2. 유전자의 본질

- DNA는 모든 생명체에 공통적으로 존재하는 자기 복제자다.
- 이는 박테리아에서 코끼리에 이르기까지 동일한 종류의 분자로 작용한다.

3. 최초 자기 복제자와의 연관성

- DNA는 최초 자기 복제자의 현대적 버전으로 여겨질 수 있으나, 이는 확실하지 않다.
- 최초 자기 복제자는 DNA와 연관된 분자일 수도, 완전히 다른 형태일 수도 있다. (케언스-스미스의 가설: 최초 자기 복제자는 금속이나 점토 같은 무기 결정체일 가능성)

4. DNA의 지배

- 오늘날 DNA는 생존 기계를 완벽히 지배하고 있다.
- 다만, 새로운 형태의 권력이 등장할 가능성이 있다는 점은 예외로 남는다(11장에서 다룰 예정).

 

 _DNA의 구성단위

 DNA는 모든 생명체의 설계도를 담고 있는 뉴클레오티드의 이중 나선 구조로, 신체를 구성하고 유지하는 지침을 제공합니다. 이 설계도는 자연선택을 통해 형성된 것으로, 유전자와 염색체의 구조를 통해 생명체의 다양성을 만들어냅니다.

 

 

• [ DNA의 구조 ]
• DNA는 뉴클레오티드라는 작은 단위로 구성된 긴 사슬이다.
• DNA는 '이중 나선' 형태로, 뉴클레오티드 두 가닥이 우아하게 맞물려 있다.
• 뉴클레오티드는 네 가지(A, T, C, G)로 구성되며, 동식물 모두 동일한 요소를 사용한다.
• 생명체 간 차이는 뉴클레오티드의 서열에 있다.

 

• [ DNA의 위치와 기능 ]
• DNA는 인간의 몸을 구성하는 약 10¹⁵개의 세포 각각에 존재하며, 각 세포에 완전한 DNA 사본이 들어 있다.
• DNA는 몸을 만드는 설명서로, 뉴클레오티드의 알파벳(A, T, G, C)을 통해 신체를 구성하는 방법을 지시한다.

 

• [ 염색체와 유전자 ]
• DNA는 염색체(‘권’)에 저장되며, 인간의 경우 46개의 염색체를 가진다.
• 염색체는 유전자(‘페이지’)로 구성되어 있으며, 유전자 간 경계는 명확하지 않을 수 있다.

 

• [ 비유로 본 DNA ]
• 염색체: 책의 권.
• 유전자: 책의 페이지.
• DNA는 설계도이지만, 이를 그린 ‘건축가’는 없다. 자연선택이 설계도를 만들어낸 주체다.

 

 _DNA는 무슨 일을 하는가

DNA는 단순히 생명체의 유전 정보를 보관하는 것이 아니라, 복제와 단백질 제조라는 두 가지 주요 역할을 통해 생명체의 유지와 발달에 기여합니다. 현대 유전자는 생존 기계의 협력 체계를 통해 몸을 형성하고 유지하며, 이는 자연선택과 진화의 핵심 과정으로 작용하고 있습니다.

 

• [ DNA의 첫 번째 역할: 복제 ]
• DNA는 스스로의 사본을 만들어 복제한다.
• 인간은 한 개의 수정란에서 시작해 약 10¹⁵개의 세포에 사본을 제공한다.
• 복제는 거의 완벽하게 이루어져 모든 세포 내 DNA 정보를 유지한다.

 

• [ DNA의 두 번째 역할: 단백질 제조의 통제 ]
• DNA는 단백질 제조를 간접적으로 통제한다.
• 네 가지 알파벳(A, T, C, G)으로 암호화된 메시지가 단백질을 구성하는 아미노산 서열로 번역된다.
• 단백질은 신체의 구성 재료이자 화학적 과정을 조절하는 역할을 한다.

 

• [ 유전자의 일방적 작용 ]
• 유전자는 신체 형성을 제어하지만, 획득 형질은 유전되지 않는다.
• 개체가 얻은 경험과 지식은 유전자에 영향을 미치지 않으며, 새로운 세대는 항상 처음부터 시작한다.
• 몸은 유전자의 생존과 복제를 위한 도구로 사용된다.

 

• [ 자연선택과 유전자의 생존 전략 ]
• 자연선택은 생존 기계를 효율적으로 만드는 유전자를 선호한다.
• 유전자는 의도나 계획 없이 단순히 존재하며, 경쟁을 통해 더 많은 수를 유지한다.
• 최근 6억 년 동안 유전자는 생존 기계 제조 기술에서 눈에 띄는 발전을 이루었다.

 

• [ 현대 유전자의 협력 체계 ]
• 현대의 유전자는 수십만 개가 한 몸에서 협력하며 생존 기계를 형성한다.
• 한 유전자는 몸의 여러 부위에 영향을 미치고, 여러 유전자가 하나의 부위를 형성하는 데 기여한다.
• 일부 유전자는 '마스터 유전자'로 작용해 다른 유전자들의 상호작용을 제어한다.

 

유성생식과 유전자의 정의

유전자는 단순히 생물학적 물질이 아니라, 세대를 초월해 복제와 자연선택의 중심 역할을 수행하는 단위입니다. 유성생식과 교차 현상을 통해 유전자 풀 내의 다양성을 만들어내며, 이러한 과정은 생물 진화와 생존 전략의 핵심이 됩니다.

 

1. 유전자와 생존 기계

- 유성생식은 유전자를 섞는 과정으로, 개체는 유전자 조합의 임시 운반체에 불과하다.
- 유전자는 개체의 몸을 통해 세대에서 세대로 전달되며, 잠재적으로 매우 긴 수명을 가진다.
- 유전자 복합체보다는 유전자라는 개별 단위를 사용해 설명하는 것이 유성생식의 특성을 이해하는 데 유리하다.

2. 염색체와 유전자의 전달

- 인간의 염색체는 23쌍(총 46개)으로 구성되며, 각각 아버지와 어머니로부터 물려받는다.
- 염색체는 대립하는 두 세트로, 대응하는 페이지(유전자)가 서로 다를 수 있다. (예: 눈동자 색과 같은 경우, 한쪽은 '청색', 다른 한쪽은 '갈색'을 나타낼 수 있다)
- 우성 유전자는 열성 유전자보다 표현형에서 더 큰 영향을 미친다.

3. 유전자 풀과 교차 현상

- 유전자는 특정 개체에 고정되어 있지만, 유전자 풀이라는 개념으로 개체군 전체에서 상호작용하는 유전자의 집합으로 간주할 수 있다.
- 유성생식의 감수 분열 과정에서 교차 현상이 일어난다.
- 교차는 염색체 조각들이 서로 교환되는 과정으로, 정자와 난자에 새로운 유전자 조합을 형성한다.
- 교차는 시스트론(유전자의 단위) 내외에서 일어나며, 유전적 다양성을 형성한다.

4. 유전자의 정의

- 시스트론: 시작 메시지와 종결 메시지 사이에 한 개의 단백질을 지정하는 뉴클레오티드 서열.
- 윌리엄스의 정의: 유전자는 자연선택의 단위로서, 긴 세대에 걸쳐 지속되고 복제 정확도가 뛰어난 염색체 물질의 일부를 의미한다.
- 유전자는 복제 정확도와 수명을 통해 자연선택의 압력을 견디며, 진화 과정에서 중요한 역할을 한다.

 

 _유전단위

유전 단위는 생물 진화의 기본 단위로, 세대를 넘어 생존 가능성을 높이는 방향으로 재구성됩니다. 교차, 돌연변이, 그리고 자연선택은 유전 단위의 변화를 이끌며, 이는 생물 다양성과 진화의 원동력이 됩니다.

 

• [ 유전 단위의 정의와 특징  ]
• 유전 단위는 염색체의 일정한 구간으로, 크기와 위치에 따라 다양하다.
• > 짧은 단위는 시스트론 내 일부일 수도 있고, 여러 시스트론을 포함한 긴 구간일 수도 있다.
• > 다른 단위와 겹칠 수 있으며, 보다 큰 단위의 일부가 되기도 한다.
• 유전 단위의 크기는 그 수명에 영향을 미친다.
• > 짧은 유전 단위일수록 감수 분열 과정에서 교차로 인해 쪼개질 가능성이 적어 세대를 더 오래 이어간다.
• > 반면, 긴 유전 단위는 교차로 인해 쉽게 해체된다.

 

• [ 유전 단위의 수명 ]
• 염색체 전체는 감수 분열 과정에서 새로운 조합으로 재구성되므로 수명이 단 한 세대에 불과하다.
• 짧은 유전 단위는 교차로부터 영향을 덜 받아, 세대를 넘어 오래 살아남을 가능성이 높다. (이러한 단위는 멀리까지 거슬러 올라가면 최초의 조상에게서 유래했을 가능성이 크다.)

 

• [ 새로운 유전 단위의 형성 ]
• 유전 단위는 교차와 점 돌연변이를 통해 새로운 조합으로 재탄생한다.
• 교차: 기존의 소단위들이 새로운 배열로 조합되어 유전 단위가 형성됨.
• 점 돌연변이: 뉴클레오티드 배열에서 소규모 변화가 발생하여 새로운 유전 단위를 만듦.
• 역위: 염색체의 일부가 거꾸로 되거나, 다른 염색체로 이동하여 새로운 유전자 배열을 생성.

 

• [ 자연선택과 유전 단위의 진화 ]
• 교차와 돌연변이 과정에서 형성된 유전 단위는 자연선택의 압력을 받는다.
• 서로 보완적이거나 시너지 효과를 내는 시스트론들이 가까이 배열되면, 자연선택은 이를 선호할 수 있다.
• 이러한 방식으로 유전자 복합체는 세대를 거치며 점차 재조립되고, 새로운 조합이 개체군 내에 퍼지게 된다.

 _나비의 의태

의태는 자연선택과 유전자의 작용을 설명하는 강력한 사례입니다. 맛없는 나비를 흉내 내는 유전자의 선택은 생존을 위한 자연선택의 한 단면을 보여주지요. 이 장에서 유전자의 정의와 연관성은 이기적 유전자의 역할을 이해하는 데 중요한 개념적 기반을 제공한다.

 

• [ 의태란 무엇인가? ]
• 의태는 특정 종이 생존을 위해 다른 종을 흉내 내는 현상이다.
• 예를 들어, 맛이 끔찍한 나비는 밝은 색깔과 눈에 띄는 무늬로 새들에게 경고 신호를 보내며 공격을 피한다.
• 반면, 맛이 좋은 나비는 맛없는 나비를 흉내 내 새들의 공격을 피한다. 이를 의태종이라 한다.

 

• [ 의태의 진화 과정 ]
• 새가 맛없는 나비를 먹고 학습한 결과, 비슷한 외형을 가진 의태종도 피해를 보지 않게 된다.
• 자연선택은 이러한 의태 유전자를 선호하여, 시간이 지나며 의태가 진화하게 된다.

 

• [ 의태의 전문화 ]
• 맛없는 나비에는 다양한 종류가 있으며, 의태종은 특정 맛없는 종 하나를 모방한다.
• 어떤 의태종은 특정 맛없는 종 A를, 다른 개체는 맛없는 종 B를 흉내 내는 식으로 구분된다.
• 한 개체가 두 종 모두를 흉내 내는 중간형은 생존 경쟁에서 불리하며, 자연계에서 거의 존재하지 않는다.

 

• [ 의태를 결정하는 유전자 ]
• 의태를 결정하는 유전자는 색깔, 형태, 무늬, 비행 리듬까지 광범위한 영향을 미친다.
• 한 개의 유전자가 모든 특징을 결정하기 어렵지만, 염색체 상에서 여러 유전자가 강하게 연관되어 한 유전자인 것처럼 행동할 수 있다.
• 이러한 유전자 집단은 교차를 통해 쪼개지는 일이 드물어, 자연선택에서 중간형 나비가 배제된다.

 

• [ 실험적 관찰 ]
• 자연계에서는 중간형 나비가 드물지만, 실험실 번식에서는 가끔 중간형 나비가 나타난다.
• 이는 의태와 관련된 유전자 집단의 교차나 재조합 때문으로 볼 수 있다.

 

• [ 유전자 정의와 의태 ]
• 도킨스는 유전자를 "자연선택의 단위로서, 여러 세대에 걸쳐 존속하며 많은 사본으로 퍼질 수 있는 염색체의 일부"로 정의한다.
• 의태와 같은 현상은 유전자가 개별적으로 작용하지 않고, 연관된 집단으로 작용할 수 있음을 보여준다.

 

 

 

이기적 유전자(1장) 요약 정리

 

이기적 유전자(2장) 요약 정리