미스테리 끄새

youtu.be/nCQqbaligAQ 퀴리 가문은 초창기 노벨상을 가장 많이 받은 과학자 가문으로도 유명하다. 퀴리를 시작으로 연달아 4대에 걸쳐 과학자를 배출했다. 그녀의 딸 이렌느 졸리오 퀴리(Irene Joliot Curie)는 1935년 노벨화학상을 받았고, 이렌느의 딸 엘렌도 물리학자가 되었다. 또 엘렌의 두 아들도 물리학자로 이름을 알리면서 4대째 과학자를 배출하는 가문으로 자리매김했다. 그 중에서 가장 알 알려진 사람은 이렌느다. 마리 퀴리의 사위인 프레드릭 졸리오 퀴리(Frederic Joliot Curie)도 마리 퀴리의 연구를 계속하여 1935년에 이렌느와 공동으로 노벨 화학상을 수상했다. 물론 마리 퀴리는 그들의 노벨상 수상을 알지 못했다. 바로 전 해에 마리 퀴리가 사망하였기 때문이..

youtu.be/hS0CXK9reZ4 라듐에 대해 완전한 지식이 없었으므로 과학자들조차 라듐에 관해 무지할 수밖에 없었다. 당대의 과학자들이 얼마나 무지했는가는 1901년에 발간된 『천문학 개관』을 보아도 알 수 있다고 페터 크뢰닝은 소개했다. ‘베크렐선은 산소를 오존으로 변환시킨다. 오존이 아주 탁월한 소독용 물질이라는 사실은 잘 알려져 있다. 그러므로 우리는 미래에 우리의 주거공간에 베크렐선을 발하는 물체를 배치함으로써 지금은 폭우가 퍼부은 들이나 산에서 마실 수 있는 그런 신선한 공기를 아주 간단하게 집안으로 끌어들일 수 있다는 기대를 가져보아도 좋을 듯하다.’ 당대의 과학자들이 이런 예상을 했을 정도이니 일반인들에게 어떤 폭풍이 몰아닥쳤는지 예상하는 것은 어려운 일이 아니다. 의사들은 병원이 문 ..

youtu.be/Bhosdcx7tos 1895년 12월 뢴트겐이 발견한 X선과 1896년 초 베크렐이 발견한 우라늄의 방사선에 대한 평가는 극명하게 엇갈렸다. 일반 대중은 뢴트겐이 X선을 이용해 촬영한 손의 골격 사진을 보고 열광한 반면 그보다 미약한 우라늄 방사선은 거의 무시했다. 하지만 마리 퀴리는 베크렐의 우라늄 방사선 연구에 관심을 가지고 실험에 매진했다. 당시 마리가 선택한 방법은 방사선의 영향을 직접 보여주는 사진 건판이 아니라 방사선의 강도를 측정할 수 있는 전류측정기를 사용한 것이다. 그녀는 연구로 인한 과실보다는 탐구적인 현상을 밝히는데 주력했다. 당연히 연구에 따른 고통이 따랐는데 마리는 이런 글을 남기기도 했다. ‘어느 때는 온종일 내 키와 크기가 비슷한 무거운 쇠막대를 가지고 가서 ..

youtu.be/gn3exllwYPY 마리는 우선 당시 알려져 있던 모든 원소 및 혼합물을 대상으로 방사능이 있는지를 조사했다. 초기 실험에 사용된 우라늄염은 프랑스 화학자로 노벨상을 수상한 앙리 무아상(Henri Moissan)이 제공해 주었다. 얼마 안가서 마리는 토륨(원자번호 92)이라는 원소 및 그 혼합물도 베크렐선을 방출한다는 사실을 발견했다. 그러나 다른 물질 중에서는 마리가 추후에 베크렐선을 방사능이라고 명명한 독특한 성질을 가진 것은 없는 것 같았다. 끈질긴 실험 끝에 마리는 그 현상은 화학적 성질의 것이 아니라 원자 자체의 내부에서 일어나는 새로운 현상이라는 사실을 깨달았다. 1898년 2월, 마리 퀴리는 독일 요아힘슈탈 지역에서 채굴된 산화우라늄을 함유하고 있는 피치블랜드(Pitchbl..

youtu.be/K0OLe1TpFt4 오래 전에 『포스트맨은 벨을 두 번 울린다(The postman always rings twice)』라는 영화가 국내에 상영된 적이 있었다. 당시 이 영화를 수입한 회사에서 원래 생각하던 영화제목은 「우체부는 벨을 두 번 울린다」였다고 한다. 그런데 우편집배원들이 우체부라는 말이 직업을 비하한다고 항의하여 이렇게 바뀌었다는 것이다. 그러나 ‘postman’이라는 단어를 어떻게 해석하던 영화제목이 뜻하는 것은 매우 합리적이라고 생각한다. 우편집배원이 벨을 눌렀을 때 응답이 없으면 적어도 한 번은 더 벨을 울린다는 것을 모르는 사람은 없다. 그것은 우편집배원이 우편물을 반드시 수신자에게 전해주어야 한다는 의미도 있지만 한편으로는 수신자가 받을 수 있는 기회를 적어도 두 ..

youtu.be/_PYVHi8LYF8 X선이 발견되자마자 수많은 학자들이 X선 확인 작업에 매달렸으나 학자들의 기대와는 달리 X선의 정체는 쉽사리 밝혀지지 않았다. 1910년대에 들어서야 비로소 10-11미터(1억 분의 1밀리미터)정도의 파장을 가진 전자기파가 아닐까하고 생각될 뿐이었다. 파동 특유의 중요한 성질에 ‘간섭’이라는 현상이 있다. 빛은 근접한 2개의 슬릿(틈새)을 통과할 때 후방에 놓인 스크린에 밝고 어두운 간섭줄무늬를 만든다. 이것은 슬릿을 빠져나간 2개의 파동의 산과 산, 골짜기와 골짜기가 겹쳐지는 곳에는 파동이 서로를 보강하여 빛이 밝아지고, 반대로 산과 골짜기가 겹쳐지는 곳에서는 서로 상쇄되어 빛이 어두워지기 때문이다. 간섭이 생기기 위해서는 슬릿의 간격과 파동의 파장이 거의 같은 정..

youtu.be/MYDmYQ6M25g 뢴트겐은 X선을 발견한 후 뷔르츠부르크 물리의학협회에 자신의 발견에 대해 「신종 방사선에 관하여」라는 제목으로 10페이지짜리 논문을 제출했다. 그의 논문을 접수한 협회는 논문의 중요성을 알아차리고 곧바로 협회기관지에 게재하도록 서둘렀다. 더욱이 이 기간 동안에는 크리스마스와 신년휴가 등이 끼어 있었다. 이 사이에 논문이 심사되고 발간이 결정된 후 10페이지에 달하는 논문의 인쇄가 준비되고 교정을 거쳐 실제 인쇄에 들어가고, 저자에게 우송함과 동시에 신문에 발표되기까지 한 것이다. X선의 발견이 준 충격은 그만큼 대단한 것이었다. X선이 발견되었다는 소식은 빠른 속도로 확산되어 전 세계로 확산되기까지는 불과 15～20일밖에 걸리지 않았다. 특히 독일, 오스트리아, 영국..

youtu.be/oVyt7fyI_ck 패러데이가 남다른 성공을 거둔 것은 그의 탁월한 홍보 즉 대중화 능력에도 기인한다. 그는 자신의 발견을 일반 대중들에게 알려야 할 필요성을 느꼈다. 그러므로 그는 당대에 높은 명성을 갖고 있는 화술교사 벤자민 스마트를 고용하여 1826년부터 ‘금요일 저녁 강연’이라고 명명한 유명한 대중강연시리즈를 시작했다. 패러데이의 강연은 놀랄 정도의 효과적인 시연과 실험이 함께 펼쳐졌다. 한 번은 자신을 강철로 만든 새장에 가두고 밖에서 전기 스파크를 만들어냈다. 패러데이는 새장이 자신을 보호해주리라는 것을 알고 있었지만 일반 대중들에게는 충격적인 일이었다. 그는 엄청난 인기를 누렸으며 특히 상류층에서 대단한 호평을 받아 많은 돈을 벌었다. 그의 시연 중에서 가장 성공적인 것은 ..

youtu.be/3iX43LABHHU 유인원에서 갈라진 인류의 선조는 몇 백 만년 동안 수렵활동을 통해 얻은 동식물을 요리하지 않은 채 먹었다. 그런데 약 50만 년 전(100만 년 전으로 추정하기도 함) 인간이 불 에너지를 사용하면서부터 생활은 크게 변한다. 그 전에 먹을 수 없었던 것을 익혀 먹을 수 있게 되었고 밤에는 어둠을 밝혀주었으며 추운 날엔 몸을 덥혀 주었다. 이를 에너지 차원으로 말한다면 당시 불을 피우는 데 사용된 나무야말로 인간 역사상 최초의 에너지원이라 볼 수 있다. 그리스 신화에 의하면 불의 신 프로메테우스가 대지에서 흙을 조금 떼내어 물로 반죽하여 신의 형상과 같이 인간을 만들었다고 한다. 그후 프로메테우스는 인간에게 커다란 두 가지 무기를 주었다. 하나는 인간이 다른 동물과 달리..

youtu.be/NleEzz_3NfE 생명의 나무가 여러 가지로 변화되는 것이 당연한 일이지만 앞에서 거론된 모든 것을 종합하는 새로운 형태가 제시되기 시작했다. 근래의 생명의 나무는 '생명의 세 번째 왕국'까지 등장한다. 한마디로 '아르케이아'가 독립적으로 그려지는 것이다. 워즈는 이를 '빅 트리(big tree)'로 다루었다. 그는 170종이 넘는 유기체들의 분자 서열로 검토하여 1980년 「원핵생물의 계통」이란 논문을 발표했다. 그의 논문 주제는 세 가지이다. ① 진화에 16S rRNA가 중요한 역할을 했다. ② '원핵생물'은 의미 없는 분류이므로 대신 박테리아, 아르케이아, 진핵생물로 분류했다. ③ 린 마굴리스의 내공생이 옳았다. 여기에는 미토콘드리아와 엽록체가 된 박테리아가 포함된다. 이것은 다..

youtu.be/x0RHq9euEdk 분자 수준에서 진화 즉 ‘생명의 나무’를 연구하는데 결정적인 역할을 한 것은 DNA가 이중나선이라는 것을 발견한 프랜시스 크릭이 제안한 것으로부터 출발했다 해도 과언이 아니다. 그는 뉴클레오티드 염기의 네 개의 알파벳 A,C,G,T에서 어떻게 모든 단백질이 조립될 수 있느냐에 의문을 보냈다. 그는 이를 1957년, 런던 대학교에서 열린 실험생물학회의 연례 심포지엄에서 발표했고 1년 후 「단백질 합성에 관하여」라는 논문으로 자신의 생각을 발표했다. 크릭이 왓슨과 함께 DNA가 이중나선을 발견한 1953년에서 단 4년 후로 이 논문은 생물학의 이론적 근거를 바꿀 수 있는 파괴력을 갖고 있다고 평가되어 심지어 뉴턴의 『프린키피아』와 비교될 정도였다. 그는 이 논문에서 DN..

youtu.be/crseg5daOwM 유전자 분야의 획기적인 발전 즉 생명체의 기원에 대한 정보가 축적되자 다윈이 그린 생명의 나무에 많은 학자들이 도전했다. 생명체의 신비를 가장 쉽게 이해할 수 있는 단서가 되기 때문이다. 장구한 생명체의 역사를 거슬러 올라간다. 생명의 기원을 연구하는 학자들은 지구에서 일단 생명체가 태어난 이후 몇 가지 중요한 4단계를 거쳐 궁극적으로 현재의 인간이라는 동물이 태어날 수 있었다고 설명한다. 이들 각 단계의 세부사항과 상대적 중요성, 정확한 순서는 아직까지 격렬한 논쟁의 대상이지만 유기물의 합성, 중합체 합성, 세포막 그리고 자기 복제 능력이다. 자기 복제 능력이 중요하다는 것은 일단 태어난 생명체는 반드시 죽는다는 것이다. 인간의 1세대를 과거처럼 대체로 20년으로 ..

youtu.be/0Nn43K9-IH4 나치 홀로코스트의 마녀 카를과 일자 코흐가 부헨발트에 도착한 후 일자는 자유롭게 자기가 할 일을 찾기 시작했다. 1941년, 그녀는 부헨발트 수용소에서 소수의 여성감독관들을 휘하로 두는 최고여성감독관(Oneraufseherin)으로 임명받아 부헨발트 수용소에서 근무한다. 이때부터 다시 말해 본격적으로 홀로코스트 역사에 한 획을 긋는 행위에 몰입한다 그녀는 낮에 채찍을 들고 수용소 주변을 돌아다니면서 수감자들을 무차별 채찍질했는데 채찍을 맞은 수감자들이 고통스러워하는 것을 보는 것은 그녀를 즐겁게 했고 활력을 주었다. 밤에는 장교 부인들과 레스비언 향연을 벌였고 남편의 부하 장교들과 하루에 12명까지 관계를 가졌다고 자랑했다. 일자는 학대 기술과 수감자들의 고문에 매혹..

youtu.be/bTq8jMeb1wE 인류역사에는 수많은 악당이 등장한다. 수많은 정복자 자체가 자신의 목적을 위해 무고한 많은 사람들을 살해했는데 어떤 사람은 만고의 영웅으로 칭송받고 어떤 사람은 악당으로 치부되는데 이들 대부분 남자다. 한마디로 악당 중 악당이지만 역사는 이들이 자행한 악행 자체로만 평가하지 않는다. 여성도 마찬가지 잣대로 평가되어야하지만 여성을 남성과 똑같은 잣대로 평가할 수는 없는 일이다. 여성으로 알려진 정복자는 극히 드물기 때문인데 그럼에도 불구하고 세계를 놀라게 하는 악녀가 있기 때문이다. 그중 한 명이 나치 '부헨발트의 마녀(The witch of Buchenwald) 즉 나치 홀로코스트의 마녀로 불리는 일자 코흐(Ilse Koch, 1906〜1967)라는데 이론의 여지가 ..

youtu.be/GjmoazBB2Yk DNA 복제, 전사가 정확하게 일어나기 위해서는 염기쌍 형성이 확실하게 일어나야 한다. 그런데 이들 과정에서 실수가 일어나는데 그 실수의 결과는 DNA만 유전될 수 있기 때문에 가장 심각하다. 앞에서 다소 설명했지만 이들 중 유전정보에서 유전할 수 있는 변화를 돌연변이(mustation)이라 한다. 단세포 생물에서 일어나는 어떤 돌연변이는 세포가 분열할 때 딸 세포로 전달된다. 다세포 생물에서는 유전의 틀에서 두 가지 일반적인 형태로 돌연변이가 일어난다. 첫째는 체세포 돌연변이(somatic mustation)로 배우자가 아닌 몸의 세포에서 일어난 것이다. 이들 돌연변이는 유사분열 후에 딸세포에, 그리고 차례대로 이들 세포의 자손에 전해진다. 예를 들어 단 하나의 피..

youtu.be/E3EtSqzbu8Y 생명체에서 유전정보가 제대로 발현되기 위해서는 DNA의 유전정보가 RNA로 전사된 후 이 유전정보에 담긴 대로 단백질이 합성돼야 한다. 만약 이런 일련의 과정이 정상적으로 작동하지 않으면 단백질 합성이 제대로 이뤄지지 않는다. 미국의 다트머스 대학교의 빅토르 암브로스 박사는 하등생명체의 일종인 꼬마선충의 발생과정에서 이러한 사실을 발견하고 sRNA가 특정 발생단계에서 발현돼 발생을 조절한다는 의미에서 stRNA(small temporal RNA)라고 이름을 붙였다. 이들 내용을 종합한 RNA 복제과정은 다음과 같다. DNA 복제에서 양친 분자의 두 사슬은 풀리고 각 사슬은 새로운 사슬에 대한 주형으로 행동한다. 전사에서 DNA는 RNA 합성을 위한 주형으로 작용할 수..

youtu.be/EBpqKfmn_C4 DNA에 얽힌 구조와 비밀이 어느 정도 밝혀지자 이제 학자들의 관심사는 DNA의 복제메커니즘의 해명으로 옮겨갔다. 결론을 먼저 말하면 실험을 통해 DNA가 단순한 기질과 효소를 포함하는 시험관 안에서 주형 사슬로부터 복제된다는 것이 밝혀졌다. 또한 정밀한 실험을 통해 이중나선의 각 사슬이 새로운 사실을 위한 주형으로 사용된다는 점이다. 그러므로 복제 패턴에는 다음과 같은 세 가지 패턴이 제시되었다. ① 반보존적 복제(semiconservative replication) 각 양친 사슬은 새로운 사슬의 합성을 위한 주형으로 작용하고 새롭게 형성된 두 개의 DNA 분자는 각각 하나의 옛 사슬과 하나의 새 사슬을 갖는다. ② 보존적 복제(conservative replica..

youtu.be/JaHjhW0BYh0 어느 정도 DNA와 RNA에 대한 성격이 규명되자 학자들은 DNA의 염기배열을 정확하고 신속하게 결정하는 방법으로 관심을 돌리기 시작했다. 이 연구가 중요한 것은 DNA 속에 들어 있는 유전 정보를 해독할 경우 유전자의 인위적인 조작이 가능하며 새로운 단백질을 합성시키거나 나아가 새로운 동물이나 식물을 탄생시킬 수 있기 때문이다. 그러나 이 연구는 시작부터 위기에 봉착했다. 그것은 작업량이 너무나 방대하여 쉽게 연구 결과를 얻어낼 수 없으리라는 좌절감 때문이었다. 평생을 걸려서라도 해석할 수 없는 연구 프로젝트라면 아무리 의욕이 넘친 학자라도 주춤하기 마련이다. 노벨상도 죽으면 수상할 수 없는 법이다. 그러나 인류사에 이럴 경우 매우 재미있는 예가 생긴다. 즉 아무리..

youtu.be/L10FDQGCfno 학자들은 우선 이들의 구조에 대해 규명 작업에 들어갔다. 미국의 홀리(Robert W. Holly, 1922〜1993)는 1964년에 알라닌이 부착된 운반 담당 RNA(tRNA)는 RNA의 약 15퍼센트 정도라는 것을 발표했다. 또한 tRNA의 분자는 세 잎 클로버와 같은 3개의 고리 구조를 가지고 있음을 밝혔다. 반면에 미국의 니런버그(Marshall W. Nirenberg, 1927〜2010)는 어떤 코돈(4개의 뉴클레오티드 중 나머지 3개의 염기로 구성된 배열)이 어떻게 특정한 아미노산과 일치하는가를 연구하였다. 코돈은 특정한 순서로 아미노산을 조립하는 일련의 명령을 담는데 세 개의 계속되는 뉴클레오티드가 한 개의 아미노산을 끌어오며, 그 작업이 원활하게 끝나면..

youtu.be/0MVqBP-hqvI 윗슨과 크릭의 장담대로 유전 메커니즘에 관한 연구는 눈부신 발전을 거듭한다. 이 연구의 중요성은 DNA의 구조를 밝혔다는 데에만 있는 것은 아니다. 이 연구로 인해 유전 현상을 분자수준에서 이해할 수 있게 되었으며 유전정보가 어떻게 DNA에 기록되며 한 세대에서 다음 세대로 어떻게 전파되는 등을 규명할 수 있는 토대가 마련되었기 때문이다. 1. 미토콘드리아 왓슨과 크릭에 의해 촉발된 유전자 연구는 그야말로 정신이 어지러워질 정도로 하루가 달리 바뀐다. 가장 놀라운 것은 유전 정보를 담당하고 있는 것은 핵뿐만이 아니다라는 점이다. 세포질에 있는 미토콘드리아라는 소기관에도, 식물 세포의 엽록체에도 핵의 DNA와는 별개의 DNA가 있다. 이는 미토콘드리아가 핵의 DNA와는..