[장수철의 생물학을 위하여] 서로를 인정하기

입력 : ㅣ 수정 : 2017-01-24 00:24

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세상의 많은 암컷과 수컷은 서로를 필요로 한다. 수컷들은 암컷들의 시각을 의식해서 힘을 키우고 자신의 외모를 뽐내기도 한다. 암컷들은 수컷들의 힘자랑과 생김새를 찬찬히 뜯어보고 우수한 유전자를 얻기 위한 선택에 신중을 기한다. 이렇게 상대방 성을 의식한 전략이 없으면 생물들은 자신의 유전자를 후대에 전달할 수 없다. 이른바 다윈의 성선택 이론이다.

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생명의 기본 단위인 세포를 보자. 원핵세포인 세균과 고세균 등을 제외한 생물들은 진핵세포로 이루어져 있다.<서울신문 2016년 11월 1일자 29면> 화석 증거에 따르면 38억년 전에 원핵세포가 출현한 이후 적어도 15억년이 지나서 진핵세포가 출현했다. 진핵세포는 미토콘드리아의 조상 세균과 고세균의 공생 결과로 생겨났다. 그것도 아득한 과거에 다양한 세균, 고세균 사이의 엄청나게 많은 만남 중에서 하나만이 모든 진핵생물의 조상이 된 것이다. 참 어려운 일이다.

장수철 연세대 학부대학 교수
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▲ 장수철 연세대 학부대학 교수

산소를 이용해 생물이 쓸 수 있는 에너지를 생성하면서 다양한 대사활동의 변화를 유발하는 쪽과 유전물질을 포함한 여러 가지 번식체계를 지닌 세포 사이에서 정교한 조정이 전제돼야 만남, 즉 공생이 가능했던 것으로 밝혀졌다. 특정 세포들과 상대 세포들 사이에서 있었던 치열한 상호 작용이 있었기 때문에 꽃이나 새, 강아지, 사람 같은 멋진 작품들(!)이 출현하게 된 것이다.

바이러스의 기원에 대해서도 두 가지 견해가 충돌해 왔다. 첫째는 바이러스가 생물의 여러 특징은 없지만 번식과 진화를 하므로 무생물과 생물의 중간 단계에 위치한다는 견해이다. 최초의 생명이 탄생하는 데에는 DNA와 단백질이 필요한데 이 둘은 서로를 전제로 한다. 복제나 RNA 합성 등 DNA가 유전자 기능을 발휘하려면 단백질의 도움이 필수적이고 단백질이 합성되기 위해서는 DNA의 유전정보가 전제돼야 한다는 말이다.

그야말로 ‘닭이 먼저냐, 알이 먼저냐’의 문제이다. 과학자들은 단백질처럼 기능하는 여러 RNA 효소와 RNA가 일부 바이러스에서 유전자로 작용하는 점에 주목했다. 이를 근거로 최초의 원시생물은 RNA를 가졌을 것이라는 결론에 이르렀다. 이 견해는 RNA를 지닌 바이러스가 바로 이 원시생물처럼 무생물과 생물의 중간 단계 역할을 수행했을 것이라고 주장한다.

둘째는 바이러스가 숙주로부터 유래했다는 견해이다. 지구상의 모든 생물을 분류할 때 매우 중요한 기준은 유전자의 염기서열을 비교하는 것이다. 그런데 바이러스 간 염기서열은 너무 달라 분류의 유용한 기준으로 간주하기 어렵다. 오히려 바이러스 유전자의 염기서열은 각 바이러스 숙주의 유전자들과 더 비슷한 경향을 보인다. 더구나 많은 생물에서 세포 내 전체 DNA로부터 일부가 분리돼 움직이는 작은 DNA 조각들이 발견되면서 이 견해는 설득력을 더하게 됐다.

어떤 견해가 옳을까? 두 견해를 모두 수용하면 안 되나? 학자들이 제시한 생명의 역사는 다음과 같다. 지구에서 최초로 RNA가 합성된 후 이를 담은 바이러스가 출현한다. 그리고 이 바이러스의 RNA는 단백질 기능을 상실한다. 이를 모태로 원시세포들이 출현하고 RNA는 유전자 기능을 DNA로 넘겨준다. 원시세포는 다시 세균, 고세균, 진핵생물로 진화해 오늘날 다양한 생물들을 출현케 했다. 이 다양한 생물들 중 일부는 세포를 상실하고 단백질과 유전자에서 분리된 DNA 조각만으로 구성된 바이러스를 만들게 된다. 꼭 한 가지의 견해만 옳아야 된다는 생각을 버리면 이처럼 그럴듯한 생물의 역사와 바이러스 기원에 대한 시나리오가 가능하다.

요즈음 자신의 철학적(?) 견해와 다른 사람들을 용인하지 못하는 일부 사람들을 볼 수 있다. 그들은 우리 사회가 얼마나 빈약할 수 있는지를 보여주는 것 같다. 서로 다른 견해를 존중하거나 상대방을 인정하면 무엇이든 멋진 시나리오와 훌륭한 작품을 만들 수 있다.
2017-01-24 29면
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