DNA와 단백질 합성 과정 - 설계의 증거인가?

주제 2: DNA와 단백질 합성 과정 - 설계의 증거인가?
by food4life.kr

[그림 1] 세포의 내부 모습: 각 세포의 내부에는 핵이 있고, 핵 속에는 염색체가 들어있다. 염색체는 나선형으로 꼬여 촘촘하게 들어차 있는 DNA 분자와 단백질로 이루어져 있다. '유전자'란 일정 단위로 구성된 DNA 분자를 가리킨다. 단백질을 생산하는 공장과도 같은 리보솜은 핵 밖에 있는 세포질에 자리잡고 있다.

DNA(디옥시리보 핵산/Deoxyribonucleic Acid):
DNA는 4 종류의 염기(A: 아데닌, T:티민, C: 시토신, G: 구아닌) 중 하나를 포함하는 '뉴클레오티드'('그림 2' 참조)가 수없이 연결되어 있는 것으로서 유전정보의 역할을 한다. 이 뉴클레오티드들이 연결된 선은 두 줄로 존재하며, 두 줄은 개개의 뉴클레오티드의 염기 부분이 서로 연결되어 마치 사다리와 같은 구조를 형성한다. ('그림 3' 참조) 그리고 이 사다리의 두 기둥은 마치 두 줄의 실을 꼬아 놓은 것처럼 나선형 모양을 형성한다. ('그림 1'의 오른쪽 DNA 그림 참조)

이 가운데 중요한 것은 염기의 서열, 다시 말해 염기가 배열된 순서이다. '염기'들은 엄격한 짝짓기 법칙에 의해 결합한다. '아데닌'은 '티민'과만 결합하고, '시토신'은 '구아닌'과만 결합한다. ('그림 4' 참조) 이로 인해 두 가닥의 선이 같은 '염기' 배열 순서를 나타낼 수 있게 된다. 예를 들어 '아데닌-시토신-구아닌'이라는 간단한 염기 배열을 생각해 보면, '아데닌'에는 '티민'이, '시토신'에는 '구아닌'이, '구아닌'에는 '시토신'만이 결합할 수 있다. 따라서 '아데닌-시토신-구아닌'이라는 배열을 갖는 선의 반대편에는 '티민-구아닌-시토신'이라는 배열을 갖는 선만이 존재하게 된다. 이제 반대로 새로 형성된 '티민-구아닌-시토신'이라는 배열의 선에 '염기'들이 결합할 경우 좀전과 같은 방식에 의해 '아데닌-시토신-구아닌'이라는 배열을 갖는 선이 형성되게 된다.

세포가 분열할 때 세포의 핵 안에 존재하는 DNA의 두 가닥의 선은 분리되어, 나누어진 두 세포의 핵 안에 각각 한 가닥의 선으로 존재한다. 그러다가 그 선에 '뉴클레오티드'들이 '염기'의 짝짓기 법칙에 의해 반대편 선을 형성하게 되면 분리되기 전의 세포의 핵 안에 존재하던 두 줄의 DNA와 똑같은 DNA가 두 세포 모두의 핵 안에 존재하게 되는 것이다. 다시 말해 DNA가 복제된 것이다. ('그림 6' 참조)

뉴클레오티드(nucleotide):
염기, 펜토오스(탄수화물의 일종), 인산이 각각 한 분자씩 결합해서 구성된 것. (펜토오스가 '디옥시리보오스'면 DNA, '리보오스'면 RNA이다. )

RNA(리보 핵산/ribonucleic acid):
RNA는 두 개가 아닌 하나의 선으로 존재한다. 그리고 DNA와는 달리 염기 '티민' 대신 '우라실'이라는 염기가 사용된다. ('그림 4' 아래 부분 참조) RNA는 대표적으로 m-RNA(전령 RNA/messenger RNA)와 t-RNA(운반 RNA/transfer RNA)가 있다. (이 외에도 여러 형태의 RNA가 존재한다.)

m-RNA의 역할은 세포의 핵 안에 있는 DNA에서 '유전자'를 복사해서 단백질 합성 장소인 '리보솜'으로 전달하는 것이다. t-RNA는 아미노산을 단백질 합성 장소인 '리보솜'으로 운반하는 역할을 한다. (아미노산은 단백질의 구성단위로서 동물의 체내에서 단백질의 생성에 사용되는 종류는 20가지이다.) m-RNA의 '염기' 세 개의 쌍은 하나의 아미노산을 가리킨다. t-RNA의 한쪽에는 세 개의 '염기'가 쌍을 이루어 m-RNA와 결합할 수 있게 되어 있다. 그리고 다른 한쪽에는 아미노산을 운반할 수 있는 수용체가 있다. ('그림 5' 참조)

 

 

 

 

[그림 6] 설명:
[1] 세포 분열이 일어나 다음 세대의 세포가 생성되려면 DNA가 복제되어야(DNA의 사본이 만들어져야) 한다. 우선, 단백질이 DNA의 두 가닥을 분리하는 일을 돕는다.

[2] 다음에는 엄격한 염기 짝짓기 법칙에 따라, 세포 속에 유리되어 있던 염기들이 원래의 두 가닥에 있는 상응하는 염기와 결합한다.

[3] 마지막으로, 두 개의 똑같은 암호문이 만들어진다. 따라서 세포가 분열될 때, 새로운 세포들은 각기 동일한 DNA 암호문을 갖게 된다.

 

[그림 7] 설명:
[1] 특이한 단백질이 지퍼를 열듯이 DNA 가닥을 분리시킨다.

[2] 유리되어 있는 RNA 염기가, 노출된 한쪽 가닥의 DNA 염기들하고 결합하여 m-RNA(전령 RNA) 가닥을 형성한다.

[3] 새로 만들어진 m-RNA가 떨어져 나가 리보솜으로 이동한다.

[4] t-RNA(운반 RNA)가 아미노산을 가지고 리보솜으로 간다.

[5] 리보솜이 m-RNA를 거쳐감에 따라, 아미노산 사슬이 연결된다.

[6] 단백질 사슬은 형성 과정에서, 제기능을 발휘하는 데 필요한 모양으로 접히기 시작한다. 그렇게 접히고 나면 리보솜이 단백질 사슬을 방출한다.

단지 4개의 염기를 이용해 생명체의 모든 복잡한 설계를 표현하는 DNA 또는 RNA, 그리고 이들 염기서열들이 어떻게 단백질 생성에 기여하는지에 대한 일련의 과정들을 살펴보면, 이러한 효율적이고 명료한 시스템이 아무런 지성의 개입없이 우연에 의해 존재하게 되었다는 주장을 받아들이는 것이 올바른 판단일지 신중히 검토해 볼 문제라고 생각된다. 성경의 로마서 1장 20절에 "창세로부터 그의 보이지 아니하는 것들 곧 그의 영원하신 능력과 신성이 그 만드신 만물에 분명히 보여 알게 되나니 그러므로 저희가 핑계치 못할지니라"라고 기록된 것은 의미심장하다고 할 수 있을 것이다.

참고자료: '깨어라' 1999년 9월 8일호 '유전자의 신비를 밝혀냄'기사

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