생명 과학의 연구 방법

예로부터 인류는 자신을 비롯한 주변 생명체를 눈으로 보고, 손으로 만져 보거나 냄새를 맡는 등 오감을 이용해 관찰했다. 하지만 이러한 관찰 행위만으로 얻을 수 있는 정보의 양과 깊이는 제한적일 수밖에 없었다. 그러므로 단순 관찰을 넘어서는 연 구 방법의 개발은 생명 현상을 더 깊이 탐구할 수 있게 해 주었다. 생명체를 관찰하고 처리하며 보존하고 배양하는 등의 연구 방법이 개발되고 활용되면서 생명 과학은 한 차원 높은 연구가 가능해졌다. 이렇게 얻어진 연구 성과는 다시 생명 과학의 연구 방법을 발전시키는 데 기여하였다. 또한 생명 과학뿐만 아니라 물리학, 화학, 수학 등의 성과 역시 생명 과학의 연구 방법 발전에 크게 기여하였다.

1 세포학과 생리학의 연구 방법

사례 생명체는 모두 세포라는 기본 구조로 되어 있으므로 세포를 이해하 는 것은 생명체를 이해하는 기본이다. 크기가 매우 작아 눈으로는 직 접 보기 어려운 세포를 연구하기 위해서는 확대하여 관찰하는 연구 방법이 필요하다. 현미경과 세포 염색법은 세포를 관찰하고 연 구하는 데 중요한 연구 방법이다. 광학 이론과 유리 세 공 기술의 발전은 더 정밀한 현미경의 개발을 가능하게 하였다. 또한 20세기 중반에 개발된 전자 현미경으로 가시광선을 이용한 광학 현미경으 로는 관찰할 수 없었던 초미세 구조를 관찰할 수 있게 되어, 세포에 관한 연구가 한층 깊어질 수 있었다. 동물에서 발생하는 전기적 현상을 측정하는 기술은 생체 내 신호 전달을 이해하는 데 중요한 연구 방법이다. 호지킨과 헉슬리는 동물의 신경과 전위를 측정할 수 있는 도구를 이용해 막전위의 변화를 관찰하였고, 이를 토대로 신경 전도는 세포 내외의 이온의 양과 이온 통로가 열리고 닫히는 것과 관련이 있음을 밝혔다. 

2 유전학과 분자 생물학의 연구 방법

사례 생명 과학자는 인위적으로 두 생물을 교배시켜 자손의 형질을 관찰하는 교배 실험으로 조상으로부터 자손에게 정보가 어떻게 전달되는지를 이해할 수 있었다. 또한 교 배 실험으로 유전자 사이의 거리를 알아내고, 유전자 지도를 작성할 수 있었다. DNA의 물리·화학적 성질이 밝혀지면서 DNA를 생명체 밖에서도 조작할 수 있게 되었다. 중합 효소 연쇄 반응은 짧은 시간에 다량으로 핵산을 얻는 방법이다. 중합 효소 연쇄 반응으로 분자 생물학 연구의 재료인 DNA와 RNA를 다량으로 얻을 수 있고, 특정 유전병을 진단할 수 있다. 또 |그림 I - 6|과 같이 DNA 염기 서열 분석법으로 알아낸 유전체의 염기 서열로 생명체가 가지는 수많은 정보를 밝혀낼 가능성이 높아졌다.