분자생물학(Molecular Biology)의 발달은 모든 생명과학의 폭발적 발전의 기반이 되었다. 분자생물학이란 생명의 모든 현상을 분자 수준에서 이해하려는 생물학의 분야를 말한다. 생명 현상을 일으키는 정보가 DNA 염기서열에 들어있다는 것의 발견과 그 정보가 어떻게 후손에게 전달되는가를 설명하는 연구결과들이 그 발전의 기폭제가 되었다. 그 중 왓슨과 크릭이 1953년 ‘Nature’지에 발표한 “DNA의 분자구조”라는 논문은 20세기에 가장 큰 영향을 준 논문의 하나로 인정받고 있다. 이 논문에서 밝힌 DNA의 이중나선 구조는 유전과 생명현상을 설명하는데 필수 불가결한 지식을 제공했으며, 그 공로로 두 사람은 1962년 노벨생리의학상을 수상했다.
이후 프랜시스 크릭은 그 동안의 지식들을 종합하여 1970년 ‘Nature’지에 “분자생물학의 중심원리(Central Dogma of Molecular Biology)”라는 논문을 발표했다. 그 내용은 “생명현상의 모든 정보는 DNA속에 기록되어 있고 이 DNA가 2배로 증폭되어 2개의 세포로 분열한다. 그 DNA에 기록된 정보는 RNA로 전사되고, 그 전사된 RNA 정보를 사용하여 실재 기능하는 단백질을 합성한다. 즉, DNA, RNA, 단백질 분자들로 전달되는 정보를 가지고 생명현상을 설명할 수 있다”는 것이었다.
세포를 하나의 건축물에 비유한다면, 전체 건축물의 설계도면을 모아둔 책 전체를 DNA에 비유할 수 있다. 그 중 특정 방의 문, 창문, 벽 등의 구조물의 정보가 있는 한 페이지만을 복사한 청사진을 mRNA라고 할 수 있다. mRNA의 정보에 따라 만들어진 실체인 문, 창문, 벽 각각을 단백질로 비유할 수 있다. 우리 세포는 DNA 정보가 후손에게 정확히 전달되어야 하고, 그 정보에 따라 세포 구조물인 단백질이 때와 장소에 맞게 적절한 양이 필요하다.
만일 모세포에서 딸세포로 DNA 정보가 부정확하게 전달되면 유전질환이 발생한다. 이것은 창문의 정보가 잘못되어, 열고 닫을 수 있어야 하는 창이 열 수 없는 창이 된다든가, 창문의 크기가 원래보다 훨씬 작아 그 방이 요구하는 환기나 채광이 불가능해져서 건축물에 문제가 발생하는 것으로 예를 들 수 있다. 반면 DNA의 유전정보는 정상일지라도 양이 너무 많거나 적게 mRNA로 전사되거나 시기적으로 너무 이르거나 늦게 전사되는 것도 세포 기능이상의 원인이 될 수 있다. 건축에 비유하자면, 그 방에 필요한 창문은 하나인데 10개의 창문이 그 방에 만들어져 방안에 놓여 있거나, 건물의 나머지 부분은 모두 완성되었는데 창문만 아직 덜 만들어진 상태를 생각해 볼 수 있다. 기능하지 않는 창틀이 방안에 9개가 흩어져 있는 상태에서 그 방이 정상적인 기능을 할 수 없을 것이며, 건물 전체는 완성이 되었는데 창문은 전체의 10%밖에 설치되지 않은 상태에서는 건축물 전체의 정상 기능이 불가능할 것이다. 여기서 건축물 전체에 필요한 기능적, 구조적 요소들을 세포에서는 각각의 단백질에 비견할 수 있다.
프랜시스 크릭 자신은 진화론을 지지하는 사람이었다. 자신이 주장한 분자생물학의 중심원리에서 생명현상에 필요한 정보는 [DNA → RNA → 단백질]로 흘러간다고 주장하였다. 그러나 이런 생명정보의 흐름을 위한 모든 생화학 반응은 여러 종류의 효소나 구조적 역할을 하는 단백질 없이는 일어날 수 없다. 그러면 “DNA가 먼저인가 단백질이 먼저인가?”라는 질문이 생겨난다. “닭이 먼저인가 달걀이 먼저인가?”라는 질문과 똑같은 딜레마에 우리를 빠뜨린다. JCVI 합성생물학 팀 연구의 결과는 가장 작은 생명체라도 최소한 480종의 단백질과 그 정보를 가진 480종의 유전자 DNA, 그리고 세포막과 세포소기관이라는 구조물들이 동시에 필요하다는 것이 정답일 것이다. 즉 하나님은 생명을 있는 그대로 한꺼번에 만드셨다는 것이 훨씬 설득력이 있다.
무신론자이며 진화론자인 프랜시스 크릭이 제시한 분자생물학의 중심원리와 진화론적 생각을 가진 JCVI 합성생물학 연구팀이 만들었다고 주장하는 가장 간단한 생명체가 분명히 보여준 것을 종합하면 다음과 같다. 이 DNA, RNA 단백질 분자들이 그것도 최소한 480 종의 단백질과 그 정보를 가진 DNA가 한꺼번에 동시에 세포라는 구조물 속에 존재하지 않으면 생명현상이 일어날 수 없다. 그 중에 한 종류의 단백질과 그 유전자가 더 결손 되어도 생명은 유지될 수 없다. 점진적 진화는 불가능하다는 말이다.
진화론자들이 생명의 자연발생설의 근거라고 제시하는 밀러-유리의 실험은 쓸모없는 D-형 아미노산이 몇 개 생성되었을 뿐이다. 오파린의 원시수프 가설은 이렇게 생성된 물질들이 고농도로 축적된 따뜻한 웅덩이를 상상하라고 제안한다. 그러나 생화학적인 반응은 세포라는 아주 작은 공간 속에 원료물질이 아주 높은 농도로 축적되어야 하고 단백질인 효소와 이를 작동시킬 에너지(ATP)가 동시에 존재해야 한다. 이런 구체적인 생명으로서의 요구조건은 전혀 무시한 채 간단한 물질에서 세포와 같이 아주 복잡한 생명체가 우연히 생길 수 있다는 것을 개념적으로 믿게 만드는 것이 진화론이다. 분자생물학의 중심원리는 진화의 가능성을 부정한다.
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#류현모
