핵염기와 자기복제가 무기물에서 우연히 생겨날 수 있는가?

미디어위원회
2022-06-29

핵염기와 자기복제가 무기물에서 우연히 생겨날 수 있는가?

(Can nucleobases and self-replication arise from non-living chemicals?)

Jonathan Sarfati


화학진화라는 과장된 주장

무기물로부터 생명체가 우연히 생겨나는 것은 너무도 어려운 것으로 증명되어, 많은 진화론자들은 이 문제는 진화론의 한 부분이 아니라, '자연발생(abiogenesis)'에 관한 것이라며, 이 문제를 회피한다. 그러나 진화론은 "세상에 존재하는 모든 생물체들은 무기물 형태에서 자연적으로 우연히 생겨난 단일 공통조상에서 파생되었다는 이론"이다. 자연발생에 대한 일반적인 학문적 용어는 화학진화(chemical evolution)이다. 그리고 용어와 상관없이, 무신론자들은 그것을 믿어야만 한다.

따라서 화학진화를 지지하려는 논문이 계속 나오는 것은 우연이 아니다. 이번 주 피드백은 미국의 스티븐(Stephen R.)의 메일과, 화학자인 조나단 사파티(Jonathan Sarfati) 박사의 답변이다.


이 논문은[1] 밀러-유리(Miller–Urey) 타입 대기에서 아미노산들과 함께 핵염기(nucleobases)의 자연적 생성에 대해 이야기하고 있습니다. 나는 핵염기가 이러한 대기에서, 그리고 이전의 실험 형태에서 생성됐다는 것을 들어본 적이 없습니다. 그리고 우리의 대기가 어떻게 환원성에서 산화성으로 바뀔 수 있었나요?


친애하는 스티븐 씨

CMI에 글을 써주셔서 감사하다.


그 논문은[1] 정당한 이유를 갖고 있는 것 같지 않다. 그 논문은 환원성 대기를 주장하며, 같은 조건에서 쉽게 분해되는, 기껏해야 ppm 수준의 핵염기(ppm)가 생성됐다고 주장한다. 그 논문이 나온 그해 말, 같은 학술지의 다른 논문은 핵염기의 소실 문제를 간접적으로 인정했었다 :

습윤했던 기간 동안 원시 연못에서 침출되거나, 건조 기간 동안 UV 광분해로 인한 핵염기의 빠른 소실은 뉴클레오타이드 합성 및 RNA로의 중합이 소수의 습윤-건조 주기에서 단지 한 번만 발생했다는 것을 의미한다.[2]

이것은 매우 낙관적인 왜곡이다. 주목해야할 것은 :

1. 사실 : 핵염기는 새어나가거나, 자외선 하에서 분해될 것이다.

2. 교리 : RNA는 자연적으로 형성되었음에 틀림없다. 왜냐하면 음, 우리가 여기 존재하기 때문이다, 그렇지 않은가? (즉, 설령 모든 증거들이 그것을 부정한다 해도, 감히 창조 가능성을 말해서는 안 된다는 거 알지? 그것은 과학이 아니기(it’s not science) 때문이다.)

3. 따라서, RNA는 뉴클레오타이드가 소실되거나 파괴되기 전에, 매우 빠르게 형성되었어야만 한다.[3]

.DNA 가닥의 화학적 구조. 8개의 뉴클레오타이드에 의해 형성된 4개의 핵염기 쌍을 보여준다. 아데닌(A)은 티민(T)에 결합하고, 구아닌(G)은 사이토신(C)에 결합한다. <Madeleine Price Ball, Wikimedia common>


시뮬레이션에 의하면 동일한 조건(환경) 하에서 쉽게 분해되는, 기껏해야 ppm 수준의 핵염기를 생성한다. 


물론, 이것은 입증되지 않은 가정 때문에 생겨나는 질문이다. 초기 지구의 대기는 환원성이 아니라, 산화성 대기였다는 많은 데이터들이 있다. 그러나 다시 한번 말하지만, 위의 2번 항목은 증거에 의한 것이 아니라, 교리에 의한 것이다.

핵염기의 근원에 관해서, 초기 지구의 대기는 CO2, N2, SO2, H2O가 지배적이었을 것이다. 그러한 약한 환원성 대기에서 밀러-유리형 반응은 유기물들을 생성하는데 그리 효율적이지 않다. 한 가지 해결책은 핵염기가 행성간 먼지 입자(interplanetary dust particles, IDP)와 운석(meteorites)에 의해 전달되었다는 것이다.

번역 : 지구의 초기 대기는 생체분자들을 생산하는데 그리 좋지 않았다. 하지만 우리는 생체분자들이 자연적으로 형성되었다는 것을 알고 있다. 왜냐하면 우리가 여기 존재하기 때문이다. 그래서 그것들은 아마도 우주에서 왔을 것이다.

이전에 나는 초기 지구의 대기를 포함하여. 밀러-유리 실험의 몇몇 개정안에 대해 논의했었다(The Miller–Urey experiment revisited). 

마지막으로, 한 동료는 일반적으로 주장되는 화학진화를 다루는 데 도움이 되는 글을 썼다 : ”생명의 기원 연구 읽기: 화학진화(자연발생)에 대한 세속적 논문들을 비판적으로 읽는 방법(Reading ‘origin of life’ research: How to read the secular literature on chemical evolution (i.e. ‘abiogenesis’) critically)“.


나중에 스티븐은 화학진화에 관한 또 다른 이메일을 보내왔다.


이 논문[4]은 RNA의 복제가 만들어지는 것에 관한 새로운 이야기입니다. 내가 보기에 그들은 처음부터 만들지 않고, 기존의 RNA를 사용한 것처럼 보입니다. RNA는 물에서 쉽게 가수분해되지 않을까요? 나는 그것이 산산조각이 날 것으로 예상합니다. 또한 그것에 돌연변이가 일어난다거나, 그것이 복제될 수 있다는 것도 의심스럽습니다. 이것 좀 도와주시겠어요?


나도 또한 그와 같은 실험에 대한 논문들을 보았고, 그것에 대한 몇몇 질문들에 답했었다. 당신이 인용한 논문에서는 다음과 같은 주장을 신이 나서 하고 있다.

도쿄 대학의 연구자들은 처음으로 다윈의 진화를 따라, 복제되고, 다양화되고, 복잡성을 발달시키는 RNA 분자를 만들 수 있었다.

그 논문은 수석 연구자인 미즈우치 료(Mizuchi Ryo)의 말을 인용하고 있었다.

생물체에 비교하여, 우리의 분자 복제 시스템의 단순성은 전례 없는 해결책으로 진화 현상을 조사할 수 있게 한다. 우리의 실험에서 볼 수 있는 복잡성의 진화는 시작에 불과하다. 생물 시스템의 출현을 위해서는 더 많은 사건들이 일어나야 한다.

.단백질(펩타이드) 합성 과정. 특정 유전자에 대한 정보를 전달하는 전령 RNA(mRNA)가 세포핵으로부터 도착한다. 그것은 단백질 제조 공장인 리보솜(ribosome)에 삽입된다. 리보솜은 컨베이어 벨트 방식으로, mRNA 코돈(codon)을 세개 씩(triplet by triplet) 차례로 처리한다. 각 단계가 시작되면서, 전달 RNA(tRNA)에 의해 운반되어온 특정 아미노산이 mRNA 트리플렛(mRNA triplet)에 부착된다. A는 U, C는 G, G는 C, U는 A와 일치된다. 각 단계가 끝나면 빈 tRNA(empty tRNA)는 리보솜을 떠나, 다음 tRNA/아미노산/코돈으로 이동한다. 아미노산의 사슬은 단백질 분자를 형성한다.


그들은 RNA 분자와 단백질 효소들을 얻기 위해, 수많은 생체분자들의 화학진화(chemical evolution)를 가정해야만 한다. 원 논문은[5] 그들의 제목에 "...단지 하나의 RNA 복제물로부터"라고 말함으로서 자신들의 의도를 드러내고 있었다.

과학자들은 Qb 바이러스(Qb virus)의 2125개 뉴클레오티드로 이루어진 한 RNA 가닥에서 시작했다. 그러나 세포에는 매우 복잡한 기계인 리보솜(ribosome), 정밀한 형태의 많은 효소들(enzymes), 그리고 복잡한 46개의 t-RNA 분자들이 모두 협력하여 작업을 수행한다. RNA 가닥은 Qb 복제효소(Qb replicase)에 대한 암호를 갖고 있는데, 이 효소는 RNA 가닥(strand) 위에 상보적 RNA(complementary RNA)의 새로운 가닥을 만드는 효소이다. 그래서 미즈우치 박사도 "생물체에 비교하여 우리의 분자 복제 시스템의 단순성“을 언급했지만, 생물 시스템은 끔찍할 정도로 극도로 복잡하다.

수백 번의 돌연변이/인공선택이 반복된 후에, 많은 변이(variants)들에서 복제효소(replicase)에 대한 코딩(암호화)은 비활성화되었다. 그러나 일부 RNA 변이 가닥은 우세하게 되었는데, 왜냐하면 그들은 이러한 변이체를 우선적으로 전사하는 복제효소의 암호를 갖고 있었기 때문이라는 것이다.

그러나 원래 것이나 변이 중 어느 것도 자기-복제(self-replicating)가 어떻게 우연히 생겨날 수 있었는지를 설명할 수 없다. 그것들은 복잡한 분자기계들의 공급 없이는, 번식할 수도 없고, 효소들을 생산할 수도 없다. 게다가, 그러한 시나리오를 '유도 진화(directed evolution, 방향적 진화)'로서 일반적으로 언급하고 있지만, '유도 선택(directed selection)'이 더 정확한 표현이다.

더군다나 어떤 ‘생명의 기원’ 시나리오도, 이러한 정보가 풍부한 단일 카이랄성(homochiral)의 중합체가 어떻게 희석되어 있고(낮은 농도로 있고) 오염된 원시 수프(primordial soup)에서 발생할 수 있었는지를 설명해야 한다. 앞에서 설명했던 것과 같이, 유기물 건축 벽돌들과 심지어 핵염기는 극도로 빠르게 분해된다는 것이다.

.세포의 유전 시스템은 상호의존적인 여러 하위 시스템들로 구성되어 있다. 단일 화살표 및 이중 화살표는 특별한 하위 시스템이 작동하기 위한 즉각적인 직접 종속성을 나타낸다. DNA 및 RNA 중합효소(DNA and RNA polymerases), 국소이성화효소(topoisomerases, DNA 회전효소), 나선효소(helicases, 뉴클레오타이드, 아미노산 및 세포막 합성에 관여), 전사 인자(transcription factors), 오류 수정 효소(error correcting enzymes), 아미노아실 tRNA 합성효소(aminoacyl tRNA synthetases) 등과 같은 수십 개의 단백질 기반 분자기계들이 모두 필수적으로 동시에 있어야만 한다.


어떤 ‘생명의 기원’ 시나리오도, 이러한 정보가 풍부한 단일 카이랄성의 중합체가 어떻게 희석되어 있고 오염된 원시 수프에서 자연적으로 발생할 수 있었는지를 설명해야 한다. 그리고 유기물질인 건축 벽돌들과 핵염기들은 극도로 빠르게 분해된다는 것이다.


DNA는 매우 불안정하다. 그러나 RNA는 100배 더 빨리 깨진다. 그래서 가수분해에 대한 당신의 말은 맞는 것이다. ”DNA: 최고의 정보 저장 시스템(DNA: the best information storage system)“을 참조하고, 그 글 아래에 있는 오웬(Owen H.)에 대한 답변을 보라.

지적설계 웹사이트인 Evolutionnews.org은 그 사실에 더 적합한 요약 글을 게재해 놓고 있다: 

연구자들은 지시되지 않은 무작위적 과정을 통해 생명체가 자연적으로 생겨난다는 것은 극히 어려운 일이라는 것을 입증했다. 그들의 실험은 어떤 형태의 분자라도 복제를 하기 위해서는, 살아있는 세포에만 존재하는 매우 정교한 분자기계들이 필요하다는 결론을 강화시켜 주었다. 그리고 세포의 모든 구성물들의 기원은 외부에서 부여된 유전정보를 필요로 한다. 이 연구는 또한 무작위적 돌연변이가 기껏해야 단백질의 기존 기능을 약간만 변형시킨다는 것을 보여줌으로써, 생명의 기원에 대한 진화론의 주장을 반박한다. 무작위적 돌연변이는 어떤 새로운 것을 만들어내지 않으며, 복잡성은 결코 증가시키지도 않는다.[6]


References and notes

1. Ferus, M. and 7 others, Formation of nucleobases in a Miller–Urey reducing atmosphere, PNAS 114(17):4306–4311, 10 Apr 2017 | doi:10.1073/pnas.1700010114. 

2. Pearce, B.K.D. and 3 others, Origin of the RNA world: The fate of nucleobases in warm little ponds, PNAS 114(43):11327–11332, 2 Oct 2017 | doi:10.1073/pnas.1710339114. 

3. Compare Luskin, C., Warm little pond? PNAS paper admits difficulties generating RNA on prebiotic earth, evolutionnews.org, 3 Oct 2017.

4. University of Tokyo, New insight into possible origins of life: For the first time researchers create an RNA molecule that replicates, scitechdaily.com, 18 Mar 2022. 

5. Mizuuchi, R. and 3 others, Evolutionary transition from a single RNA replicator to a multiple replicator network, Nature Communications 13:1460, 18 Mar 2022 | doi: 10.1038/s41467-022-29113-x. 

6. Miller, B., Fact Check: Did University of Tokyo Researchers Explain the Origin of Life? evolutionnews.com, 22 Mar 2022. 


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출처 : CMI, 2022. 5. 28. (GMT+10)

주소 : https://creation.com/nucleobases-rna-chemical-evolution

번역 : 미디어위원회



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