시험 때가 되면 학생들이 어느 부분을 중점적으로 출제 할 것이냐고 질문들을 한다. 그러면 무엇의 구조, 또는 기능을 중점적으로 보도록 설명한다. 실제로 그러하였는지를 알아보기 위하여 몇 년간의 시험 문제들을 보니 무엇의 기능, 또는 구조, 및 그 연관성에 대한 문제들이 대부분이었다. 생명과학 중에 내가 가르치는 분야는 구조와 기능에 대한 것이 대부분이다. 물론 약간의 과장이 있지만은 생명과학은 다양한 스펙트럼의 ‘구조와 기능’에 대한 학문에 지나지 않는다고 생각한다.

생명과학에서는 미세한 나노미터 크기에서부터 전 지구적 크기까지의 것들의 ‘구조와 기능’을 다루고 있다. 생체 분자 중에서 가장 간단한 물질인 물은 생명 유지에 필수적인 물질인데, 이러한 기능은 물의 구조에 기인하고 있다. 대부분의 생명 현상을 나타내는 단백질의 기능은 단백질의 공간 구조에 기인한다. 단백질은 다양한 공간 구조를 가질 수가 있고, 이 때문에 단백질의 다양한 기능이 나타나고 그럼으로 다양한 생명 현상이 나타난다. 거대 분자들이 모이면 초복합체를 형성하게 되는데, 이것에 대한 예로는 지질과 단백질의 복합체인 생체막을 들 수가 있다. 지질 이중층이라는 근본적인 구조로 인하여 물과 물을 나눌 수 있는 생체막의 기능이 나타나게 된다.

이러한 구조에 의해 대부분의 생물체가 사용하는 에너지를 얻을 수 있는 전자 전달계의 기능이 나타나며, 또한 생물체의 기본 단위인 세포를 형성할 수 있게 한다. 거대 분자의 초복합체 구조물로서 대표적인 것이 바이러스이다. 대부분의 바이러스는 정다면체의 구조를 하고 있으며, 이 구조는 가장 작은 표면적을 가지고 가장 많은 부피를 가질 수가 있다. 이 구조의 이러한 기능 때문에 바이러스는 가장 작은 표면적을 갖고 있으면서 가장 많은 유전자를 가질 수가 있다.

세포 수준의 크기에서는 세포의 구조에 따라 세포의 기능이 다르게 나타나며, 가장 대표적인 것이 신경세포의 경우이다. 신경세포의 구조 때문에 신경세포는 정보 전달이라는 기능을 빠르게 수행할 수가 있는 것이다. 비슷한 구조와 기능을 갖춘 세포들이 모이면 특정한 구조물이 나타나고 이를 조직이라 하는데 이들은 특정한 기능을 수행한다. 이러한 조직들이 모여서 특정한 구조물인 기관을 형성하면, 심장과 같은 구조물이 나타나게 된다. 심장의 구조에 의해서 우리는 몸 안의 혈액을 순환시킬 수가 있다.

여러 개의 기관들이 모여서 특정한 구조를 갖춘 기관계가 형성되고, 특정한 기관계의 구조에 의해 기관계의 특정 기능이 나타나게 된다. 이러한 기관계들이 모여 한 개체를 구성하고 그 개체들의 기능이 나타나게 된다. 이러한 개체들이 모여 한 생물체의 집단을 형성하면 생물체간의 보이지 않는 구조에 의해 집단의 특성(기능)이 나타난다. 각 생물체의 집단간에도 어떤 구조가 존재해 생태계를 이루면서 생태계의 기능이 나타나고, 이것들이 모여서 전 지구적 생태계의 구조와 기능이 되게 된다.

구조와 기능은 동전의 앞면과 뒷면과 같은 것으로서 같은 사물을 어떤 면에서 보느냐에 따른 것이지 결국은 같은 것이다. 그런데, 사물의 크기가 커짐에 따라, 구조와 기능의 간격이 점점 벌어져 결국은 구조와 기능은 별개의 것처럼 인식되어 지는 것이다. 구조란 궁극적으로 에너지를 의미한다. 구조를 구별한다는 것은 에너지를 구별한다는 것이고, 구조를 알아보는 것을 인식이라 하며, 인식이란 결국은 에너지 차를 구별하는 것이다.

구조와 기능은 불가분의 관계에 있고, 이것은 인간 사회에서도 마찬가지다. 인간 사회에서 가시적으로 나타나있지 않는 구조를 우리는 내적구조라 부르고 이에 의해 인간 사회의 활동(기능)이 나타난다고 생각한다. 그 구조에 맞는 기능이 나타나지 그 구조를 뛰어넘는 구조는 나타날 수가 없다. 우리는 일상적으로 구조는 무시하고 기능만을 중시하는 경향이 있으며, 구조(체제, 법, 규범)를 아무리 잘 만들어도 그 것을 이용하는 사람이 중요하다고들 말한다. 그러나 구조가 바르지 못하면 절대로 올바른 기능이 나타날 수가 없다. 일단 알맞은 구조를 만들고 그 뒤에 잘못된 경우 개인을 탓해야 하지 않을까 생각한다.

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