‘RNA 월드 가설’ 타당성 부족해

미 과학잡지에서 논문 자진 철회

미토콘드리아와 세균의 공생도는

현재 관찰되는 사실과 전혀 달라

지난 호 내용…고등학교 교과서에는 “생명이 원시지구에서 무기물→간단한 유기물→복잡한 유기물→세포 순으로 자연 발생했고 오랫동안 진화해 왔다”라고 설명하지만 복잡한 유기물, 즉 고분자 물질의 대표인 DNA, 단백질 등이 자연 발생한다고 주장하기에는 증거가 부족하다. 따라서 DNA보다 단순한 RNA가 자연 발생하여 자체 촉매작용을 통해 DNA와 생명체로 발전했다는 ‘RNA 월드 가설’을 주장한다.

그런데 과연 RNA는 자연 발생할 수 있을까? 결론적으로 ‘아니다’이다. 그 이유는 다음과 같다. ▲RNA 재료가 되는 뉴클레오티드는 자연에서 우연히 저절로 만들어지지 않는다. ▲RNA는 매우 불안정한 물질로서, 자연 상태의 강한 자외선, 산소, 물속에서 생존하기 어렵다. ▲아무리 단순한 RNA 바이러스라도 DNA 바이러스로 바뀌거나 박테리아로 대진화한 보고는 없다. ▲RNA는 자연 발생하기에는 너무 큰 정보물질이기에 RNA 생명기원설은 추측에 불과하다. 지난 호에 이어 생명의 자연발생설이 불가능한 이유를 소개한다.

미토콘드리아는 세균에서 기원하는가

1970년대 미국의 린 마굴리스 등이 주장한, 미토콘드리아와 엽록체는 공생한 세균이 변해서 된 것이라는 ‘세포 내 공생설’이 고교 교과서에 실려 있다. 호기성 세균이 세포 내에 들어와 공생하면서 미토콘드리아나 엽록체로 진화한 것이라는 가설(假說)이다. 그 근거로는 ①미토콘드리아 DNA는 세균처럼 고리 모양이다. ②미토콘드리아 리보솜의 구성이 세균과 같다. ③미토콘드리아도 세균처럼 이분법으로 분열한다는 것이다. 하나하나 그 모순점을 살펴보자.

▶첫째, 세균의 염색체 DNA는 미토콘드리아 DNA와 모양이 다르다. 최근 유전체학이 빠르게 발달하면서 드러난 사실은 세균의 염색체 DNA는 막대 모양인 것도 있고, 고리 모양이라도 숫자가 1~3개로 존재하는 등 그 모양과 숫자가 매우 다양하다. 어떤 세균이 세포 속으로 들어와 공생하는지는 그 확률이 훨씬 떨어지고 불분명하다. 세균의 유전체에 비해 미토콘드리아 유전체는 100배 이하로 크기가 훨씬 작고, 세균의 염색체는 생존에 필요한 모든 유전자를 갖춘 반면 미토콘드리아는 에너지 생산에 필요한 일부 유전자만 함유하고 있다. 한마디로 세균과 미토콘드리아 DNA는 모양과 크기와 역할이 다르다.

▶둘째, 리보솜의 구성이 세균과 다르다. 미토콘드리아는 단백질 합성을 위한 장치인 리보솜을 독자적으로 갖고 있으며, 세균의 리보솜과 똑같이 ‘침강계수는 70S’라고 진화론자들은 주장한다. 그러나 미토콘드리아 리보솜의 침강계수는 70S뿐만 아니라 훨씬 더 다양하다는 것이 밝혀졌다. 효모(72~74S), 유글레나(71S), 개구리(60S), 식물(78S), 쥐(55S), 소(55S) 등으로 매우 다양하다. 즉 미토콘드리아의 리보솜은 세균의 리보솜과 침강계수가 다르다. 리보솜을 구성하는 rRNA와 리보솜단백질도 세균과 미토콘드리아는 염기서열과 번역코드가 완전히 다르다.

▶셋째, 미토콘드리아는 세균보다 훨씬 더 복잡한 이분법으로 분열한다. 미토콘드리아는 세균처럼 이분법으로 증식하지만, 미토콘드리아 증식은 세균보다 훨씬 더 복잡하고 정교한 조절장치를 갖고 있다. 그런데 왜 미토콘드리아 DNA는 이분법으로 증식할까? 그것은 빠르게 에너지를 생산하기 위함이다. 정전이 되면 도시 기능이 마비되는 것처럼, 세포는 ATP가 고갈되면 죽기 때문에 매우 빠른 속도로 회복시켜야 하는 특수성을 갖고 있다.

생물은 일반적 기능과 고유한 특성을 함께 지닌다. 유사성과 차별성 중 어디에 초점을 맞추느냐에 따라 미토콘드리아의 기원은 완전히 다른 결론을 얻는다. 진화론은 결론을 미리 정해 놓고 유사성의 틀에 짜 맞추고 있다.

미토콘드리아는 세균과 비슷한 모습도 있지만 여러 면에서 고유한 특성을 보여 주며, 이는 세포발전소를 위한 설계 특성을 나타낸다. 미토콘드리아의 ATP합성효소는 8개의 단백질이 구성되어 조립된 회전 엔진이다. 미토콘드리아는 질량 대비 태양보다 1만 배 이상의 에너지를 생산하는 놀라운 기관이다.

결론적으로 세포 내 공생은 현재 관찰되는 사실이 아니다. 세균과 미토콘드리아는 차별성이 훨씬 많고 미토콘드리아의 독특성은 탁월한 설계를 증거하고 있다.

“창세로부터 그의 보이지 아니하는 것들 곧 그의 영원하신 능력과 신성이 그 만드신 만물에 분명히 보여 알게 되나니 그러므로 저희가 핑계치 못할찌니라”(롬1:20).

/백행운 교수

을지의대 생화학 및 분자생물학

위 글은 교회신문 <759호> 기사입니다.