세포 내의 수많은 대사경로들이 모두 우연히?
(Metabolic Pathways to God)
by Frank Sherwin, M.A.
성경 창세기 1장에서 사람, 동물, 식물에서부터, 행성, 별, 은하에 이르기까지, 하나님께서 우주와 만물을 어떻게 창조하셨는지가 기록되어 있다. 생명체는 너무도 복잡하고, 처음부터 그런 상태로 만들어졌다. 실제로 “간단한” 생명체 같은 것은 없다.[1]
대사경로들
하나님께서는 단세포 원생동물(protozoa)에서부터 대왕고래(blue whales)와 같은 거대한 다세포 생물에 이르기까지, 대부분의 생명체를 세포들로 이루어진 유기체로 창조하셨다. 박테리아와 식물조차도 세포벽의 독특한 구조에도 불구하고, 본질적으로 세포로 되어있다.
생화학에서 한 대사경로(metabolic pathway)는 하나 이상의 기능적 생성물을 만들어내는, 세포 내에서 발생하는 일련의 화학반응이다. 대사경로는 살아있는 개체가 효소(단백질)를 사용해서 한 화합물을 다른 화합물로 변환하는데 사용하는 수단이다. 이러한 경로들은 모든 생물체에서 발견된다.
세포 내에서 화학경로를 시작하는 분자를 기질(substrate)이라고 하며, 그것에 효소가 붙어서 작동된다. 효소(enzyme)는 생물학적 촉매라고 불리며, 생화학적 반응이 놀라운 속도로 진행되도록 돕는다. 효소가 기질(반응 분자)과 연결될 때, 효소는 변하지 않고, 기질은 2개의 생성물 분자(생성물)로 분해된다. 효소는 즉시 또 다른 기질과 연결된다. 이러한 반응은 순식간에 일어난다.
세포 생애의 매 순간마다 수십억 개의 기질들이, 수십억 개의 효소 분자들에 의해서, 수십억 개의 생성물들로 변환된다. 이러한 반응은 극도로 빠르게 일어나며, 세포 내의 점성질의 환경에서 질서정연하게 일어난다. 이러한 반응들 전체를 물질대사(metabolism)라고 한다.[2]
세포에서 일어나는 이러한 대사경로는 세포 외부에서 시작되는데, 한 리간드(ligand, 또는 1차 메신저)가 세포막에 있는 특정 단백질 수용체(receptor)를 만날 때 시작된다. 이들 수용체의 한 커다란 가계는 G 단백질 연결 수용체(G protein coupled receptors, GPCRs)라고 불리는 것이다.[3] 이 GPCRs는 세포 외부의 특정 생체분자(리간드)를 감지하고, 세포 내부의 신호경로를 시작하고, 궁극적으로 단백질 생산과 같은 세포 반응을 일으킨다.
이 대사경로들은 진화했는가?
이러한 복잡하고 질서정연한 경로들이 모두 오랜 시간, 우연, 무작위적 과정의 결과인가? 아니면 계획과 목적의 결과인가? 레닝거(Lehninger)는 그의 책 “생화학의 원리”에서, 모든 GPCRs 신호 메커니즘들은 “진화 초기에 발생했어야만 한다”고 말했다.[4] 그러나 “했어야만 한다”라는 말은 과학적 설명이 아니다. 그리고 이 정교한 메커니즘이 한 단계 한 단계씩 점진적으로 생겨났을 것이라는 진화론적 설명은 매우 불합리하다. 예를 들어, 사람과 다른 포유류의 후각은 GPCR에 기인한 것이지만, “포유류에서 후각 수용체가 어떻게 작용하는지, 또는 이 대형 유전자 가계가 어떻게 다른 진화적 도전에 대응했는지는 거의 알려져 있지 않다”는 것이다.[5]
그 발표 이후 4년이 지났지만, 이 매혹적인 경로의 추정되는 진화는 아직까지도 알려져 있지 않다. Annual Review of Biochemistry 지에 보고된 것처럼, "현재 핵심 대사과정, 중심 대사과정, 심지어 중간 대사과정을 구성하는 경로의 출현들은 특히 수수께끼이다."[6]
정말로, 몇몇 진화론자들은 이러한 살아있는 세포에 있는 대사경로들에서 명백한 설계를 보고 있으며(설계한 창조주는 인정하지 않지만), 그것들을 인간이 만든 화학적 기술과 비교하고 있다. 한 기생충학 교과서는 원생동물의 내부적 세포 반응에 대해서, “생화학적 경로가 만들어내는 다수의 대사물질들은 최첨단 전자장비의 인쇄 회로처럼 보인다“[7]라고 기술하고 있다.
오직 하나님만이 생명체를 창조하실 수 있다. 세포 내 수준에서, 그분의 손으로 이루신 엄청난 복잡성을 볼 수 있으며, 이러한 경로들은 창조주 하나님의 지혜를 나타내는 것이다.
References
* Frank Sherwin is Research Associate at the Institute for Creation Research and earned his M.A. from the University of Northern Colorado.
Cite this article: Frank Sherwin, M.A. 2020. Metabolic Pathways to God. Acts & Facts. 49 (3).
출처 : ICR, 2020. 2. 28.
주소 : https://www.icr.org/article/metabolic-pathways-to-god/
번역 : 미디어위원회
점핑 유전자의 새로운 기능
: DNA 폴딩 패턴의 안정화에 도움을 주고 있었다.
(Jumping Genes: From Genome Havoc to Designed Variety)
by Jerry Bergman, PhD
점핑 유전자의 발견
사람 유전체(genome)의 분석으로 밝혀진 각 단계들은 초고도 복잡성을 보여줄 뿐만 아니라, 지적설계의 더 많은 증거들을 보여준다. 종종 말했듯이, 유전학은 진화론과는 전혀 조화될 수 없어 보인다. 시간이 지남에 따라 이러한 사실은 더욱 확연해지고 있다. 한 주요한 발견이 1951년 미국의 세포 유전학자인 바버라 매클린톡(Barbara McClintock)에 의해서 이루어졌다. 그녀는 옥수수에 대한 연구에서, "점핑 유전자“(jumping genes, 예를 들면, 플라스미드와 트랜스포존)라 불리는 조절(이동 가능한) 요소를 발견했다. 이들은 유전체의 원래 위치에서 자신을 잘라내서, 다른 부위로 이동할 수 있는 DNA 부분이다. 그들은 새로운 위치에서 자신을 접합시킬 수 있다.[1]
패러다임의 변화에 대한 저항
진화론적 패러다임의 유전학 학계에서 그러한 발견은 너무도 비현실적인 것이어서, 그녀의 발견은 많은 논란을 불러일으켰다. 유전자가 현재의 위치에서 자신을 잘라내어 다른 곳으로 이동한 다음, 새로운 위치에서 접합된다는 생각은, 마치 유전자가 여행을 결정할 수 있는 의식(conscious mind)을 가진 것처럼 들렸다. 그녀의 연구에 대한 반응을 매클린톡은 이렇게 쓰고 있었다 ;
사람들의 반응은 적대감이었다. 옥수수에서 가변적 유전자자리(mutable loci)의 기원을 지지하는 세 번째 논문이 1953년에 널리 읽히던 Genetics 지에 실렸다. 제목은 “옥수수의 선택된 유전자자리에서 불안정성의 유도”였다.… 나는 이 논문의 복사본을 보내달라는 단지 3건의 요청만을 받았다! 많은 회의론자들이 있었다. 나는 많은 증거들이 발표된다 하더라도 효과적이지 않다는 결론을 내렸다... 따라서 내가 데이터를 기록하고 그로부터 얻은 결론을 제시하는 일은 1960년대 초까지 계속되었다. 돌이켜보면, 진핵생물의 유전체에서 이동 가능한 유전자 부분이 있다는 증거와 주장이 받아들여지기 어려웠던 이유는 기존의 유전학 개념과 충돌되기 때문이었다. 유전자의 한 부분이 새로운 위치로 이동할 수 있다는 개념은 전례도 없었고, 들어갈 자리도 없었다.[2]
매클린톡은 다른 과학자들의 부정적인 반응으로 인해, 1953년부터 자신의 연구 논문을 게재하지 못하도록 강요당했다. 당시 유전학자들은 유전학의 “중심 교리”를 받아들이고 있었는데, 즉, DNA는 다른 분자기계들에 의해서 읽혀지는, 정적인 도서관으로 역할을 하는 “마스터 분자(master molecule)”였다. 그러나 시간이 지나면서, 다른 연구자들의 발견도 그녀의 연구 결과를 지지하기 시작했다. 몇 년 후, 그녀의 연구 결과는 사실임이 입증되었다. 그녀는 결국이 예기치 않게 트랜스포존(transposons, 점핑 유전자)에 대한 연구로 노벨상을 수상했다.[3]
"점핑 유전자" 현상은 이제 매클린톡이 생각했던 것보다 훨씬 더 복잡한 것으로 밝혀지고 있다. 또한 그것은 사람들이 예측했던 것보다 더 흔하게 나타나고 있었다. 이제 이동하는 유전자들은 포유류 유전체의 거의 절반을 구성하는 것으로 여겨지며, 이는 엄격히 제어되고 있음을 의미한다. 그렇지 않다면, 단 몇 세대 만에 유전체의 대혼란을 야기할 수 있기 때문이다. 왜 이동하는 유전자들은 혼란을 일으키지 않는가? 무엇이 그 혼란을 통제하고 있는가? 라는 문제는 진화 유전학자들을 좌절시키고 있었다.[4] 그러나 창조 유전학자들은 놀라지 않는다. 그들은 전체 이동성 유전자 시스템은 다양성을 포함하여 특정한 목적을 이루도록 설계되었다고 생각하기 때문이다.
매클린톡의 연구
옥수수 낟알은 색깔에서 불안정한 표현형으로 생각되는 것을 갖고 있으며, 매클린톡은 그 이유를 찾고자 했다. 그녀는 불안정한 표현형은 이유가 아닐 것이라고 주장했다. 대신, 그녀는 모든 낟알이 동일한 유전자에 의해 생산되기 때문에, 무언가가 색소 유전자의 스위치를 켜거나 끄고 있음에 틀림없다고, 또는 어떤 식으로든 색소 유전자와 트랜스포존 사이의 상호작용이 일어나고 있음에 틀림없다고 생각했다.
간단히 말해, 그녀의 관심사는 한 세대의 옥수수에서 다음 세대로 전달되는 유전정보의 발현 및 억제를 조절하는 수단이었다. 그녀는 그것들을 유전자와 구별하기 위해서, 발현조절인자를 조절하는 단위로 불렀다. 결국 그녀는 주변으로 이동하는 조절 인자를 발견했다. 그 발견은 트랜스포존 이론을 이끌어내었다. 매클린톡은 그녀의 연구로부터 후성유전학(epigenetics) 개념을 이끌어낸 최초의 과학자가 되었다. 후성유전학은 DNA의 염기서열이 변화하지 않는 상태에서 이루어지는 유전자 발현의 조절을 연구하는 분야이다.
진화론적 가정에 근거하여, 이동 가능한 유전자는 유전체의 한 지점에서 다른 위치로 무작위적으로 이동하는 것으로 한때 생각됐었다. 더 많은 연구들을 통해서, 그들이 접합하는 위치는 대부분 무작위적인 장소가 아니라, 현재 핫스팟(hot spots)이라고 불리는 위치들에 접합되고 있었다.[5] 지적설계를 강력하게 지지하는 이러한 견해는 이제 실험적 연구에 의해서 확인되었다.
점핑 유전자의 또 다른 역할이 발견되다.
워싱턴 의과대학(Washington University School of Medicine, 2020. 1. 23)의 과학자들은 점핑 유전자의 또 다른 역할을 발표했다. 점핑 유전자들은 DNA 폴딩(folding, 접혀짐) 패턴의 안정화에 도움을 준다는 것이다.[6] 핵 내에서 DNA 폴딩은 세포에 있어서는 커다란 도전이다. 사람 세포의 핵 내에 있는 DNA는 길이가 무려 1.8m, 또는 1,828,800µm 이상이다. 그러나 핵(포유류 세포의 10% 정도 부피를 차지하는 가장 큰 소기관)의 평균 직경은 약 6µm이다. 따라서 DNA의 길이는 평균 포유류 세포핵의 길이보다 304,800배 더 길다! 결과적으로 이 1,828,800µm 길이의 전체 DNA 분자를 미세한 핵 내에 집어넣으려면, 슈퍼코일(supercoils)이라 불리는 수천 개의 정밀한 고리(loops)들로 접혀져야한다. 왜냐하면 접혀진 조직체가 유전자 발현을 조절하기 때문에, 이러한 특별한 접힘 패턴도 엄격하게 제어되어야만 한다.
.DNA 코일과 슈퍼코일은 유전체를 염색체 내로 압축 포장하여, 세포핵 내에 잘 들어가도록 해주는 고도로 제어된 방식이다.
새로운 연구에 따르면, ‘점핑 유전자’들은 DNA의 3차원적 접힘 패턴을 안정화시켜서, 세포핵 내로 잘 들어갈 수 있도록 하는 데에 중요한 역할을 한다는 것이다. 1.8m 길이의 DNA를 현미경으로 보이는 미세한 세포핵 내로 모두 집어넣는다는 것은 정말로 경이로운 일이다. 연구자들은 다음을 발견했다 :
생쥐와 인간 사이에서 동일하게, 유전체의 더 큰 3차원적 접힘이 있는 곳에서, 그 모양이 보존되도록 하는 DNA 고정(anchoring)을 지시하는 철자의 염기서열이 예상된다... 그러나 그것을 찾지 못했다. 적어도 과거에 '정크 DNA'라고 불렸던 유전체의 부분에서는 발견되지 않았다... DNA의 접힘 패턴이 진화를 통해 보존되었을 것으로 생각했던 많은 부분에서 발견되지 않았다. 이 접힘을 일어나게 하는 DNA의 유전자 염기서열 철자는 없었다.[7]
이동 가능한 유전자 부위는 그 자체가 삽입될 수 있었고, 기존의 DNA 고정자(anchor)가 유전체의 조절 부위에, 즉 유전자가 언제 그리고 어떻게 켜지고 꺼지는지를 결정하는 DNA 분자의 부위에, 여분(redundancy)을 생성하는 것과 같은 동일한 역할을 수행하고 있었다... 이러한 여분은 유전체를 더 탄력적으로 만든다. 참신성과 안정성을 함께 제공하는 점핑 유전자는 포유류 유전체가 일종의 생명의 균형(vital balance)을 잡도록 하는 데에, 즉 살아가는데 필요한 생물학적 기능을 유지하면서도, 적응에 유연성을 갖도록 하는 데에, 도움을 줄 수 있다.[8]
유전체에 대한 많은 연구 결과들은 유전자 조절에 영향을 미치지 않는 비암호 영역에서 많은 변이들을 발견했다. 이것은 매우 난해한 문제였다. 그러나 이동 가능한 유전자 부위에 대한 새로운 이해는 이 문제를 해결할 수 있는 것으로 보인다 : 즉 국소적 염기서열은 다를 수 있지만, 접힘 역할은 동일하게 유지되어, DNA는 여전히 같은 위치에서 접힌다. 이 발견으로 연구자들은 유전체에서 단백질 비암호 영역의 트랜스포존이 단백질 암호 부위와 다른 규칙을 따르는 것으로 믿게 되었다. 비록 다음과 같이 말하고 있지만,
유전체의 접힘(genome folding)은 포유동물에서 대게 보존되어있다. 그것의 출현과 진화를 형성했던 유전적 힘은 여전히 잘 이해되지 않고 있다. 서로 별개이지만 상호 배타적이지 않은 두 모델이 최근 많은 주목을 받고 있다 : 상 분리 모델과 루프 압출 모델이다.[9]
트랜스포존의 이 이중 기능의 작동 방식은 현 시점에 와서야 추정될 수 있었다. 여기에서 검토된 연구들은 의심할 여지없이 이 분야의 최고 지성들만이 이해할 수 있는 데이터를 제공했다. 이 특별한 메커니즘이 확증된다면, 트랜스포존 시스템의 복잡성은 상상을 초월하는 수준인 것이다. 하버드 대학의 유전학자들이 거의 70년 동안 그것을 이해하려고 노력해왔지만, 아직도 그 메커니즘을 완전히 이해하지 못하고 있는, 이 점핑유전자(트랜스포존) 시스템이 생각도 없고, 방향도 없고, 계획도 없는, 무작위적인 자연적 과정에 의해서, 우연히 생겨났단 말인가? 그것은 지적설계를 강하게 시사하는 것이다.
요약
유전체는 인쇄된 책보다, 워드프로세서로 저장된 원고보다, 더 정확하다고 볼 수 있다. 쓰여진 원고는 고칠 수가 없지만, 유전자에 들어있는 정보들은 생물학자들이 이제 이해하기 시작한 경이로운 방식으로, 변경 또는 수정될 수 있다. 진화론에 의하면, 유전체는 오랜 시간 동안에 걸친 무작위적 돌연변이들의 축적과 자연선택으로 우연히 생겨난 것으로 가정한다. 트랜스포손과 같은 연구는 이전에 상상했던 것보다 유전체가 훨씬 훨씬 훨씬 더 복잡한 수준의 정밀성을 갖고 있음을 가리킨다. 이 초고도 복잡성은 확실히 생각도 없고, 방향도 없는, 무작위적 돌연변이들의 축적으로 생겨났을 것 같아 보이지 않는다. 무작위적 과정은 유전체의 혼란을 초래할 뿐이다.[11]
References
1. McClintock, Barbara. 1951. Chromosome organization and genic expression. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology 16:13-47.
2. McClintock, Barbara. 1987. The Discovery & Characterization of Transposable Elements: The Collected Papers (1938-1984) of Barbara McClintock. New York, NY: Routledge Publishing.
3. McClintock, 1987.
4. Choudhary, M., et al. 2020. Co-opted transposons help perpetuate conserved higher-order chromosomal structures. Genome Biology 21:16 & 28, January 24 & February 7. https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-019-1916-8. p. 1.
5. Craig, Nancy L. 1997. Target site selection in transposition. Annual Review of Biochemistry 66:437-474.
6. Strait, Julia Evangelou. 2020. ‘Jumping genes’ help stabilize DNA folding patterns: Long understood as source of novel genetic traits, jumping genes also provide genomic stability. Washington University School of Medicine in St. Louis., https://medicine.wustl.edu/news/jumping-genes-help-stabilize-dna-folding-patterns/
7. Strait, 2020.
8. Strait, 2020.
9. Choudhary, et al., 2020.
10. Hadler, H.I.; Devadas, K.; and Mahalingam, R. 1998. Selected nuclear Line elements with mitochondrial-DNA-like inserts are more plentiful and mobile in tumor than in normal tissue of mouse and rat. Journal of Cellular Biochemistry 68(1):100-109, January 1.
11. Bergman, Jerry. 2001. “The Molecular Biology of Genetic Transposition.” CRSQ 38(3):139-150, December.
*Dr. Jerry Bergman has taught biology, genetics, chemistry, biochemistry, anthropology, geology, and microbiology for over 40 years at several colleges and universities including Bowling Green State University, Medical College of Ohio where he was a research associate in experimental pathology, and The University of Toledo. He is a graduate of the Medical College of Ohio, Wayne State University in Detroit, the University of Toledo, and Bowling Green State University. He has over 1,300 publications in 12 languages and 40 books and monographs. His books and textbooks that include chapters that he authored are in over 1,500 college libraries in 27 countries. So far over 80,000 copies of the 40 books and monographs that he has authored or co-authored are in print. For more articles by Dr Bergman, see his Author Profile.
*참조 : 후성유전학에 대한 새로운 소식들
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식물의 후성유전체 연구는 진화론을 부정한다 : 유전암호의 변경 없이 환경에 적응하는 식물
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도마뱀의 색깔 변화는 사전에 구축되어 있었다 : 1주일 만에 일어나는 변화는 진화론적 설명을 거부한다.
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DNA에서 제2의 암호가 발견되었다! 더욱 복잡한 DNA의 이중 언어 구조는 진화론을 폐기시킨다.
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3차원적 구조의 DNA 암호가 발견되다! : 다중 DNA 암호 체계는 진화론을 기각시킨다.
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암호는 저절로 우연히 생겨날 수 없다 : 생명체에 들어있는 유전정보는 진화론을 부정한다.
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DNA의 이중 나선을 푸는 모터, 국소이성화효소 : ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(환원 불가능한 복잡성)’의 한 사례
http://creation.kr/LIfe/?idx=2229846&bmode=view
세포 내의 초정밀 분자기계들이 모두 우연히?
http://creation.kr/LIfe/?idx=3094830&bmode=view
출처 : CEH, 2020. 3. 2.
주소 : https://crev.info/2020/03/jumping-genes/
번역 : 미디어위원회
세포 내의 초정밀 분자기계들이 모두 우연히?
(Molecular Machines Work for Us)
David F. Coppedge
생명체는 기계처럼 작동한다. 우리를 활기차게 유지시켜주는 분자기계들의 예는 다음과 같다.
분자기계는 독성 단백질 덩어리를 찢어낸다.(Phys.org. 2020. 1. 29). 단백질이 엉키면, 쓸모없는 분자가 될 뿐만 아니라, 세포를 혼란스럽게 만들어서, 심각한 질병을 일으킬 수 있다. 다행히도 그것을 풀어줄 수 있는 기계가 있다. ClpB(Caseinolytic peptidase B protein homolog)라 불리는 이 분자기계는 “노출된 단백질 사슬고리를 강제로 잡아당겨, 단백질 덩어리에서 풀어낼 수 있다.” AMOLF의 샌더 탠스(Sander Tans)는 다음과 같이 설명한다 :
“우리는 고리 모양의 ClpB 단백질이 중심 구멍을 통해 단백질 사슬고리를 강제로 끌어당기는 것을 발견했다. 이러한 단백질 사슬 루프는 단백질 덩어리의 표면에 존재한다. 그러나 이러한 덩어리는 너무 커서 기공을 통과하지 못한다. 따라서 이러한 당김 작용을 통해, ClpB는 개별 단백질 사슬을 더 큰 응집체에서 끌어낼 수 있다. 제거되면, 단백질 사슬은 다시 접히고, 정상적으로 기능할 수 있다. 모든 단백질들을 하나씩 뽑아냄으로써, 샤페로닌(chaperone)은 전체 응집체를 완전히 풀 수 있다.”
세포의 탄력적 코일은 RNA의 격발을 흡수한다.(Phys.org. 2020. 1. 30). 라이스 대학(Rice University)의 과학자들은 왜 DNA의 전사(transcription)가 꾸준한 속도가 아닌, 갑자기 돌발적으로 발생하는지를 궁금해 했다. 답은 DNA의 슈퍼코일의 탄력성과 관련이 있었다. 전사 기계인 RNA 중합효소(RNA polymerase)는 일련의 탄력적 격발로 DNA 가닥을 따라 도약하고 있었다.
한 연구자는 말했다. “RNA 중합효소는 RNA 생산을 시작하기 위해서 DNA를 감고 있다고 생각된다. 그 과정이 시작될 때, 격발(burst)이 발생하지만, 그 과정은 스프링을 압착함으로서 속도가 느려진다. 그러면 자이레이스(gyrases, DNA의 이중 나선을 슈퍼 코일화하는 효소)가 들어온다. 그들은 이 슈퍼코일을 풀어 정상적 생산을 다시 시작할 수 있게 한다. 동시에 자이레이스는 중합효소의 반대편에서 발생하는 부정적 스트레스를 완화시킨다”
변형된 RNA는 DNA에 직접적으로 영향을 미친다.(Phys.org. 2020. 1. 29) 분자생물학자들은 전사(transcription)가 양방향 도로(two-way street)라는 것을 깨달았다. RNA 중합효소(RNA polymerase)가 유전자를 읽고, 전령 RNA(messenger RNA)를 생성함으로서, RNA는 DNA에 영향을 미친다. 이 기사의 다이어그램은 이 과정에서 RNA 중합효소와 함께 작동하는 여러 분자기계들, 예를 들어, DNA 가닥을 자르는 핵산가수분해효소(nuclease), 가닥을 푸는 나선효소(helicase), 전사된 mRNA를 조절하는 리보핵산가수분해효소 P(Rnase-P)와 다른 분자기계들, 엑손을 제거하고 인트론을 재배열하는 스플라이세오좀(spliceosome) 등과 같은 것들을 보여준다.
‘부서진’ 세포들은 스스로 고쳐진다.(Phys.org. 2020. 1. 28). 침입자가 세포막에 구멍을 뚫으면, 세포는 손상을 복구할 수 있다. 몬트리올 대학(University of Montreal)의 연구자들은 “세포는 막 지방 (지질)을 더 액체 형태로 뒤섞어서, 구멍을 고칠 수 있다”고 밝혔다.
휴지기 상태의 과분극화 구조는 2-기공 채널 3(two-pore channel 3)를 활성화한다.(PNAS. 2020. 1. 28) 분자기계를 더 자세히 알고 싶어하는 사람들은, 과학자들이 어떻게 전압 게이트 막 채널의 휴식상태를 이미지화 할 수 있었는지 읽어보라. 이 채널들은 전하에 기초하여, 매우 비슷한 이온들을 구별할 수 있다. 채널의 급속한 탈분극은 활동전위(action potential)가 막을 따라 이동하게 한다. 과학자들은 이 고감도 분자기계의 휴식상태의 구조를 발견했다.
이 구조는 나트륨 선택성을 위한 화학적 기초를 제공하며, 수축된 게이트는 극도의 전압 의존성과 일치하는 닫힌 기공을 나타낸다.
이 채널은 신경과 근육에 신호를 전달하기 때문에, 동물의 삶에 있어서 극히 중요하다.
혈관 막에 있는 수용체: 기계감응 GPCR (Medical Xpress. 2020. 1. 31). 기사 상단의 이 분자기계에 대한 도형은 지적설계를 유추하기에 충분하다. 그리고 그 기능에는 더 많은 설계의 증거들이 있다. 이 기계감응 G 단백질 결합수용체(mechanosensitive G-protein coupled receptor, GCPR)의 7 포인트 방사형 대칭은 우리를 살아있게 한다. 혈관 막에 위치하는 그들은, 혈관을 확장시키거나 수축시켜 접촉에 반응한다. 뮌헨대학의 연구자들은 “이러한 기계적 힘이 H1R 수용체를 활성화하는 것을 발견했다. 이것은 차례로 일련의 반응들을 일으켜, 결국 혈관을 확장시켜 조직으로의 혈액 공급을 증가시킨다.”
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이러한 고도로 정밀한 초미세 분자기계들이 모두 우연히 생겨났을까? 시간을 거슬러 올라가 과거의 철학자들에게 세포 내의 분자기계들에 대해 이야기해준다면 얼마나 멋진 일일까? 로버트 훅과 레벤후크 이전의 과학자들은 세포 내부에 수천 개의 분자기계들은 물론이고, 세포가 존재한다는 사실조차 알지 못했다. 그들이 2020년의 과학자들처럼 10억 분의 1미터 크기의 물체를 볼 수 있고, 세포 내의 분자기계들이 사람이 만든 기계처럼(사실 더 빠르고 효율적으로) 작동되고 있는 모습을 관측한다면, 엄청나게 놀랄 것이 확실하다. 그들은 생명의 기초에 대해 너무도 잘못 생각했었다는 것을 깨달을 것이고, 분자들을 회전시키고, 격발시키고, 끌어당기는 분자기계에 대해 더 많은 것을 배우고 싶어할 것이다. 하지만 다윈은 부끄러움으로 인해, 어두운 골방으로 들어가 숨으려할 것이다.
출처 : CEH, 2020. 1. 30.
주소 : https://crev.info/2020/01/molecular-machines-work-for-us/
번역 : 미디어위원회
세포도 인간 공학자처럼 제어 이론을 사용하고 있다!
(Cells and Designers Both Use Control Theory)
by Randy J. Guliuzza, P.E., M.D.
새로운 한 연구는 생물이 어떻게 자신의 환경을 적극적으로 감지하고, 적응하는지를 설명하는 데, 첫 걸음을 시작하고 있었다. 몇몇 생물체는 한 메커니즘을 통해서, 변화하는 영양소의 농도, 호르몬, 또는 스트레스의 노출 수준을 추적한 다음, 필요할 경우 적절한 대응을 할 수 있다. 애리조나 대학의 앤드류 카팔디(Andrew Capaldi)는 이 놀라운 발견을 Nature Communications 지에 보고하고 있었다.[1] 그의 결과는 생물학적 기능들은 공학 원리에 의해 가장 잘 설명된다는, ICR의 주장을 지지하는 추가적 증거가 되고 있다.[2]
카팔디 팀은 효모(yeast) 종인 Saccharomyces cerevisiae에 들어있는 선천적 메커니즘을 사용하여, 몇몇 대사 경로가 조절된다는 가설을 테스트하기 위한 실험을 수행했다. 이는 인간 엔지니어가 설계한 제어이론 시스템과 유사한 것이다.
제어이론(control theory)은 매우 간단하다. 세 단계, 즉 1)입력되는 과정(물질 또는 정보), 2)입력된 것을 처리하는 과정, 3)출력물을 생산하는 과정을 조절하기 위해서, 인간 엔지니어는 그 시스템을 여러 센서 및 논리적 명령들로 연결해야 한다. 시스템을 정상 상태로 유지하려면, 어떤 센서가 그 출력물이 목표치와 편차가 있는지를 모니터링 할 필요가 있고, 중간 단계를 조절하기 위해 피드백 신호(feedback signal)를 보내는 과정이 있어야 한다. 또 다른 센서는 외부 환경에서 입력 물질의 급격한 변화를 모니터링 하고, 피드포워드 신호(feedforward signal)를 보내 처리 단계를 가속화하거나 느려지게 한다. 이 시스템은 "견고함" 및 "유연함" 모두를 갖추어, 변화할 수 있는 "탄력적인" 특성을 갖는다.
카팔디의 데이터는 효모 세포에서 2개의 대사 경로가 한 통합된 조절 회로에서 구별되는 역할을 한다는 것을 보여주었다. 제1 경로(TOR)는 대사와 관련된 출력물에 대한 정상 상태의 유전자 발현수준을 조절하고 있었다. 제2 경로(PKA)는 효모가 주요 외부 영양분인 글루코스 농도의 변화에 신속하게 적응할 수 있도록 해주는, 급속한 성장 및 중지 상태로의 전환이 일어나도록 유전자 발현을 조절하고 있었다.
카팔디의 팀은 효모에서의 대사 조절이 실제로 공학 원칙으로 가장 잘 설명된다는 것을 발견했다.
이러한 종류의 피드백 제어(제1 경로)는 두 가지 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 첫째, 그것은 매우 정확하다. 단백질 합성 속도는 항상 세포가 이용할 수 있는 자원의 수준에 따라 설정된다. 둘째, 그것은 예측 가능 여부와 관계없이, 모든 변동에 대응하여 작동된다. 그러나 중요한 것은, 피드백 제어 모듈은 또한 한계가 있으며, 큰 외부적 변화에 대해 느리게 반응한다. 인공제어 시스템에는 종종 주요 입력신호에 대한 반응을 유도하는 피드포워드 제어 모듈이 포함된다. 그리고 다시 보다 정확한 피드백 컨트롤러 인계를 가능하게 하는 것이다. 이것이 바로 PKA 경로(제2 경로)의 기능이다.[1]
애리조나 대학교의 미카일라 메이스(Mikayla Mace)는 보도 자료에서, 카팔디 팀의 연구 결과를 요약하며 이렇게 말했다 : “세포는 그들의 환경에서 이용 가능한 자원에 대해 지속적으로 적응하고 있다. 그들은 세포가 영양소를 꾸준히 이용할 수 있을 때, TOR 경로는 세포가 적절한(일치하는) 속도로 함께 움직이도록 작동되는 것을 발견했다. 그러나 세포가 갑자기 특정 영양소를 풍부하게 얻게 되면, PKA 경로는 기어를 바꾸고, 생산물이 25배 증가하도록 한 후에, 자체적으로 꺼지고, 다시 훨씬 더 정확한 TOR 조절이 작동된다.” 메이스는 공학적 기본 원리를 강조하고 있었다. "화학 엔지니어들은 동일한 원리를 사용하여 온도를 엄격하게 조절한다."[3]
그러나 엔지니어들이 사용하는 것과 동일한 설계 원칙으로 작동되고 있는 효모 세포에서, 이러한 “제어 이론”의 기원을 설명할 때, 카팔디 팀은 합리적인 공학적 인과관계를 언급하고 있을까? 아니다. 그들은 그렇게 하지 않았다. 그 이유는 무엇일까? 우선 효모에서 공학적 인과관계를 지적설계로 기술한다면, 그 연구 결과는 Nature 지에 게재될 가능성이 없어진다. 그러나 이보다 더 중요한 것은, 연구자들의 사고가 자연을 인격화하는, 신화적인 진화론적 세계관으로 세뇌되어 있기 때문이다. 그들은 어떻게든 자연이 이러한 제어시스템을 진화시켰을 것이라고 믿고 있었다.[4] 메이스와의 인터뷰에서, 카팔디는 제2 경로는 “자연이 PKA를 추가시켰다”라고 주장함으로써, 자연을 의인화 하는 그의 생각을 드러내고 있었다.[3]
과학적 발견에 대한 진지한 논평을 덧붙이고 있는 애리조나 대학의 보도자료는, 자연을 의인화하는 신화적인 시나리오로 시작되고 있었다. 그들은 이 의인화라는 진화론적 도구를 사용하여, 공학적 원리가 왜 제어 이론과 생물학적 기능의 기초가 되는지를 설명하고 있었다. 보도자료는 이렇게 말한다 :
지난 150년 동안 엔지니어들은 제어 이론이라는 것을 사용하여, 느려짐(부족) 또는 과속(과다) 없이 동적 시스템을 안정화하는 방법을 개발하고 마스터해왔다. 이제 애리조나 대학 연구팀은 세포와 유기체가 제어이론의 원리를 따르는 복잡한 생화학적 회로를, 공학자들이 펜으로 도면에 그리기 수억 년 전에 이미 진화시켰음을 보여주었다.
보도 자료는 “제어 이론: 어머니 자연은 공학자(Control theory: Mother nature is an engineer)”는 제목을 통해, 자연이 어떻게든 의지력을 사용할 수 있다는 진화론적 맹신을 보여주고 있었다.
아이러니하게도, 우연히 무작위적 과정으로 생겨난 것과는 반대되어 보이는, 명백히 지적설계로 보이는 이러한 시스템에 대해서 카팔디는 이렇게 말하고 있었다. “우리 세포에는 30,000개의 단백질이 있으며, 생물학자들은 성장을 조절하는 수천 개의 단백질들 중 하나라도 잘못된다면, 질병에 걸릴 수 있음을 발견해왔다.” 그는 덧붙였다. “이 경로는 단순한 온/오프 스위치처럼 작동하지 않는다. 우리가 새로운 연구에서 보여준 것처럼, 이 경로들은 복잡한 회로, 심지어 컴퓨터처럼 작동되고 있었다.”[3] “수백 개의 신호들과 수백 개의 경로들이 서로 연결되어 있다”고 말하고 있기 때문에, 앞으로 과학자들은 새로운 사실들을 수없이 발견해낼 것 같다.
효모의 대사를 조절하는 제어 이론이 공학적 원칙에 의해 잘 설명된다는 사실은, 생물들은 설계되어 있다는 ICR을 비롯한 창조과학 단체들의 중심 가정을 다시 한 번 확인해주는 것이다. 카팔디의 연구 결과를 지적설계로 해석한다면, 생물체가 환경 문제를 신속하게 해결할 수 있는 공학적 메커니즘은 쉽게 이해될 수 있다. ICR은 이러한 경이로운 생물학적 시스템의 기원을 간단하게 설명할 수 있다. 그것은 설계되었기 때문에, 설계된 것처럼 보이는 것이다. 아마도 제어 이론과 그렇게 보이는 다른 시스템에 대한 연구들은 자연 만물의 창조주이신 주 예수 그리스도의 영원하신 능력과 신성을 실제적으로 보여주는 것일 수 있다.(롬 1:20).
References
1. Kunkel, J., X. Luo, and A. P., Capaldi, 2019. Integrated TORC1 and PKA signaling control the temporal activation of glucose-induced gene expression in yeast. Nature Communications. 10 (1): https://doi.org/10.1038/s41467-019-11540-y
2. Guliuzza, R. J. 2018. Engineered Adaptability: Adaptive Changes Are Purposeful, Not Random. Acts & Facts. 47 (6): 17-19.
3. Mace, M. Control theory: Mother nature is an engineer. Posted at uanews.arizona.edu on August 7, 2019, accessed September 1, 2019.
4. Guliuzza, R. 2011. Darwin’s Sacred Imposter: Natural Selection’s Idolatrous Trap. Acts & Facts. 40 (11): 12-15.
5. Guliuzza, R. J. 2018. Engineered Adaptability: Adaptive Solutions Are Targeted, Not Trial-and-Error. Acts & Facts. 47 (7): 17-19.
*Randy Guliuzza is ICR’s National Representative. He earned his M.D. from the University of Minnesota, his Master of Public Health from Harvard University, and served in the U.S. Air Force as 28th Bomb Wing Flight Surgeon and Chief of Aerospace Medicine. Dr. Guliuzza is also a registered Professional Engineer.
*참조 : 자료실/창조설계/생명체
출처 : ICR, 2019. 10. 22.
주소 : https://www.icr.org/article/cells-and-designers-both-use-control-theory/
번역 : 미디어위원회
세포가 산소를 처리하는 놀라운 방법과 2019년 노벨 생리의학상
(How the Cell Handles Oxygen: A Nobel Prize Discovery.
Another Amazing Body Function Discovered – Cellular Oxygen Regulation)
by Henry L. Richter, PhD.
2019년의 노벨 생리의학상은 3명의 연구자에게 수여되었다. 그들은 인체의 세포가 산소 농도를 자동적으로 조절하는 방법을 발견했다. 산소의 양은 항상 섬세한 균형이 유지되어야 한다. 너무 적으면 세포는 제대로 신진대사를 할 수 없고, 너무 많으면 과도하게 혹사되는 상태가 되기 때문이다. 최근 Chemical & Engineering News(C&EN, 2019. 10. 7)에 게재된 기사에서 그 수상에 대해서 다음과 같이 설명하고 있었다 :
.세포의 조절과 규제는 경이롭다. Credit: Illustra Media.
2019년 노벨 생리의학상은 세포생물학에서 패러다임 전환으로 묘사된, 산소의 역할에 관한 연구를 수행한 세 명의 연구자들에게 돌아갔다.
세포가 산소 부족을 감지하고 적응하는 방법을 발견한, 미국 하버드 대학 데이나-파버 암연구소의 윌리엄 케일린(William G. Kaelin Jr) 교수, 영국 옥스퍼드 대학과 프랜시스크릭 연구소의 피터 랫클리프(Peter J. Ratcliffe) 교수, 미국 존스홉킨스 의과대학의 그레그 서멘자(Gregg L. Semenza) 교수가 선정되었는데, 이들은 약 1백만 달러의 상금을 공동으로 받게 되었다.
지구상의 대부분의 생명체들은 생존하기 위해서 산소를 대사하도록 진화했지만, 세포 내에 산소가 너무 많거나 적으면 치명적일 수 있다. 케일린, 랫클리프, 서멘자는 세포 내에서 산소 감지에 관여하는 단백질들과 이들이 상호 작용하는 방식을 확인했다. 그들의 연구는 발달생물학 및 암 연구와 같은 분야에 대한 통찰력을 제공하고, 암 치료제와 빈혈 치료제의 개발로 이어질 수 있다.
여기에서 생명체에 절대적으로 필수적인, 고도로 복잡한 신체 기능의 또 다른 예가 언급되고 있는 것이다. 이 과정이 어느 시점까지는 존재하지 않았던 것처럼, “지구상의 생명체들이 진화시켰다...”라고 이 기사가 설명하는 것은 우스꽝스럽다. 진화의 무작위 과정을 통해서 생명체가 그 과정을 진화시켰다면, 그 이전에는 어떻게 살아남을 수 있었는가?
C&EN 기사는 그들이 이해한 것처럼 그 메커니즘을 이렇게 설명하고 있었다 :
세 연구자의 발견은 저산소증 유발인자(hypoxia-inducible factor, HIF)라고 불리는 한 전사인자(transcription factor)의 작용을 중심으로 이루어진다. 정상적인 산소 조건 하에서, 세포 효소는 HIF-1α 라 불리는 HIF의 성분을 하이드록실화하여, 또 다른 단백질인 VHL에 의해 인식될 수 있게 한다. VHL이 HIF-1α에 결합할 때, 그것은 전사인자를 단백질을 처리하는 세포기계에 의해서 파괴되도록 표시한다. 그러나 세포의 산소 농도가 낮거나, 일부 질병 상태에서는 HIF-1α가 파괴로 표시되지 않아, 저산소 반응에 관여하는 유전자의 스위치를 켤 수 있다.
산소 감지는 세포가 저산소 또는 고산소 조건에 적응하여 신진대사를 할 수 있도록 해주며, 이는 세포 건강에 매우 중요하다고 포시스(Forsyth)는 설명한다. 많은 생리 기능들이 이 과정을 통해 미세하게 조정되며, 산소 감지가 질병 치료의 핵심이다. 예를 들어, Torisel과 Zortress는 HIF를 표적으로 하여, 신체의 종양에 영양분을 공급하는 혈관의 수를 줄이려고 시도하고 있다.
세포가 건강할 수 있도록 해주는데 반드시 필요한 신체 기능들이 너무도 많다. 또 하나 염두에 두어야 할 것은 신체의 온도 조절이다. 우리는 건강을 의미하는 “37℃”에 익숙하다. 체온은 세포가 정확한 속도로 영양분을 대사하여 세포를 적절히 따뜻하고 건강하게 유지함으로써 생성된다. 세포에서 체온을 측정하는 것은 무엇이며, 정확한 방식으로 열 생성을 조절하는 것은 무엇인가? 그것은 정말로 매우 정확하게 일어나고 있다!
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사람의 몸은 심히 기묘하고 기이하게 만들어졌다. “내가 주께 감사하옴은 나를 지으심이 심히 기묘하심이라 주께서 하시는 일이 기이함을 내 영혼이 잘 아나이다”(시편 139:14). 이러한 경이롭도록 복잡하고 정교한 기능이 무작위인 과정으로 우연히 생겨났을 것이라는 주장은 관측 사실을 무시하는 강력한 편견에 의한 매우 불합리한 주장인 것이다.
*관련기사 : 노벨 생리의학상, 美케일린 등 3명…“세포의 산소이용 연구” (2019. 10. 7. 문화일보)
http://www.munhwa.com/news/view.html?no=20191007MW184050852279
노벨생리의학상 과학자들, 산소에 적응하는 세포 신비 밝혀 암치료 길 열다(2019. 10. 7. 동아사이언스)
http://dongascience.donga.com/news.php?idx=31606
출처 : CEH, 2019. 11. 2.
주소 : https://crev.info/2019/11/how-the-cell-handles-oxygen/
번역 : 미디어위원회
바이러스에 감염된 박테리아가 보여주는 창조의 복잡성.
(Virus-Infecting Bacteria Reveal Creation Sophistication)
by Frank Sherwin, M.A.
바이러스(virus)가 작은 감염원이라는 것은 잘 알려져 있다. 그들은 강제로 세포내로 들어가서 분자기계들을 정복한다. 감염된 세포는 바이러스 DNA로 인해, 정상적으로 세포의 부분들을 만드는 것을 멈추고, 대신에 전사 및 복제에 의해 더 많은 바이러스를 만들도록 지시받는다. 점점 더 많은 바이러스성 부품들이 제조됨에 따라, 세포는 분해라는 과정으로 세포벽이 파열된다. 그런 다음 새로 만들어진 바이러스들이 방출되어 다른 세포를 감염시킨다.
바이러스는 사람, 식물 및 동물을 감염시킨다. 그리고 작은 박테리아를 감염시키는 바이러스도 있다. 이것을 박테리오파지(bacteriophages) 또는 간단히 파지(phages)라고 불린다. 파지들은 박테리아의 세포벽을 통해 세포질 내로 유전물질(게놈)을 주입한 후, 박테리아 내에서 파지가 복제(복사)되게 한다. 박테리오파지는 24시간 바다에 있는 대부분의 박테리아를 주기적으로 용해시켜, 바다가 건강해지도록 만드는 데에 기여한다. 이러한 설계된 과정은 해양 먹이사슬에서 탄소 순환처럼, 박테리아 개체군의 폭발을 방지하는 데 도움이 된다.[1]
21세기에 들어와서 박테리아(핵이 없는 유기체)의 복잡성은 잘 알려지게 되었다.[2] 이제 2019년에 연구자들은 말했다 : “장시간 저속촬영 형광 현미경법(time-lapse fluorescence microscopy) 및 초저온 전자현미경 단층촬영(cryo-electron tomography)과 같은 새로운 기술을 통해, 박테리아 내부의 놀라운 구조들과 그들의 매우 정교하고 복잡한 조직 원리들을 모두 살펴볼 수 있게 되었다.“[3]
연구자들은 무엇을 발견했는가? 캘리포니아, 샌디에고 대학의 연구자들은 “우리의 세포 내에서 발생하는 것과 유사한 과정으로, 런닝머신(treadmill)과 같은 구조를 따라 박테리아 세포 내에서 화물이 이동되고 있는 최초의 사례를 제공했다.”[3] 박테리아와 인간 세포 사이에는 상당한 차이가 있지만, 놀랍게도 "파지는 감염된 (박테리아) 세포 중심부에, 복제된 파지 DNA를 둘러싸는 일종의 단백질 껍질로 형성된, 핵과 유사한 구조가 있는 포유류 유형의 세포로 전환시킨다."[3]
샌디에고 대학의 보라폰(Vorrapon Chaikeeratisak)은 말했다 : “박테리아 내에서 이 거대한 파지(슈도모나스 파지, Pseudomonas phage)가 복제되는 방식은 매우 흥미롭다.” "박테리아 숙주 세포를 접수하는데 사용되는 메커니즘에 대한 많은 질문들이 생겨난다." 모든 미생물 연구와 마찬가지로, 이 특별한 조사는 "박테리아 세포 내에서 수송 및 분포 메커니즘에 대한 새로운 질문을 불러일으킨다.”[3]
진화론자들은 말한다 : “이들 파지는 숙주 내에서 복제되기 위해서, 필라멘트를 사용하는 복잡하고 지시된 운송 메커니즘을 진화시켰다.”[3] 그러나 창조론자들은 말한다 : “이들 파지는 숙주 내에서 복제되기 위해서 필라멘트를 사용하는 복잡하고 지시된 운송 메커니즘을 갖도록 설계되었다”. 진화론자들은 오랜 시간과 우연이 그것을 만들었다는 것이고, 창조론자들은 창조주가 계획과 목적을 갖고 만드셨다는 것이다.
References
1. Suttle, C. A. 2005. Viruses in the sea. Nature. 437 (7057): 356–61.
2. Sherwin, F. 2001. Just How Simple Are Bacteria? Acts & Facts. 30 (2).
3. Viruses found to use intricate ‘treadmill’ to move cargo across bacterial cells. ScienceDaily. Posted on ScienceDaily.com June 13, 2019, accessed June 23, 2019; Sherwin, F. 2004. Molecular Motors vs. Evolutionism. Acts & Facts. 33 (4).
*Mr. Sherwin is Research Associate is at ICR. He earned his master’s in zoology from the University of Northern Colorado.
출처 : ICR, 2019. 7. 23.
주소 : https://www.icr.org/article/virus-infecting-bacteria-creation-sophistication/
번역 : 미디어위원회
광합성은 처음부터 설계되어 있었다.
(Photosynthesis: Clearly Designed from the Beginning)
Frank Sherwin
희귀한 박테리아의 독특한 구조는 경이로운 광합성(photosynthesis) 과정이 진화론자들이 생각하는 것보다 훨씬 “더 오래되었음”을 가리키고 있었다.
광합성은 햇빛, 물, 이산화탄소를 당(sugar)과 산소로 바꾸는 과정이다. 여기에는 두 가지 유형이 있다. 첫 번째는 물이 아닌 다른 분자를 사용하여, 부산물로 산소를 생성하지 않는 무산소성 광합성(anoxygenic photosynthesis)이다. 두 번째는 산소성 광합성(oxygenic photosynthesis)으로, 물을 수소와 산소로 분리하여 광합성을 유도하고, 부산물로 산소를 방출한다. 산소성 광합성은 가장 흔하며 조류, 식물, 일부 박테리아에서 발견되며, 사람과 동물의 삶을 유지하는 하나의 기본 과정이다.
수십 년 동안 진화론은 무산소성 광합성이 약 35억 년 전에 먼저 진화했으며, 약 10억 년 뒤에 산소성 광합성이 진화되었다고 주장해왔었다. 그러나 ScienceDaily(2019. 7. 25) 지의 보도에 의하면, 런던의 임페리얼 칼리지(Imperial College)의 타나이 카도나(Tanai Cardona) 박사와 연구자들은 소위 “고대” 박테리아(Heliobacterium modesticaldum)의 독특한 구조를 발견했는데, 산소 광합성이 전통적인 생각보다 10억 년 더 일찍 발생했다는 것이다.[1]
창조론자들은 광합성을 매우 정교한 생화학적 과정으로, 오랜 시간 동안에 우연히 저절로 생겨날 수 없다고 믿고 있다.[2, 3] ScienceDaily 지의 기사는 언급했다 : “그 발견은 전통적으로 생각하고 있던 광합성의 진화를 다시 생각할 필요가 있음을 의미한다.”[1] 특히 몇 달 전에 타나이가 한탄했던 것을 고려하면, 그 말은 사실이다.
20세기 전반에 시작된 광합성의 진화에 대한 추론적 논쟁은 끊임없이 계속되어 왔다. 이러한 추론적 아이디어 중 일부는 일반화되었고, 사실로 받아들여졌지만, 거의 지지를 받지 못했다.[4]
임페리얼 대학의 연구팀은 고대 박테리아인 헬리오박테리움 모데스티칼둠(H. modeticaldum)을 조사함으로써, 완전한 기능적인 광합성이 이미 존재했다는 것을 발견했다. 간단히 말해서, 한 종류의 광합성은 다른 것으로 진화되지 않았다는 것이다.
진화론자들은 빛에너지를 당으로 변환시키는 경이롭도록 복잡한 과정이 간단하게 진화되었다고 말한다. 그들은 이 생각을 다시 생각할 필요가 있다. 그리고 광합성에 관한 전통적인 진화론적 생각은 이제 잘못되었음이 밝혀졌다.
References
1.Strange bacteria hint at ancient origin of photosynthesis. ScienceDaily. Posted on ScienceDaily.com July 25, 2019, accessed August 2, 2019.
2. Sherwin, F. 2019. Photosynthesis Continues to Amaze. Creation Science Update. Posted on ICR.org March 14, 2019.
3. Thomas, B. 2012. Photosynthesis Uses Quantum Physics. Creation Science Update. Posted on ICR.org June 25, 2012.
4. Cardona, T. 2019. Thinking twice about the evolution of photosynthesis. Open Biology. Published on royalsocietypublishing.org March 20, 2019.
*Mr. Sherwin is Research Associate is at ICR and earned a master’s in zoology from the University of Northern Colorado.
출처 : ICR, 2019. 8. 13.
주소 : https://www.icr.org/article/photosynthesis-clearly-designed-from-beginning/
번역 : 미디어위원회
DNA 손상 연구는 놀라운 복잡성을 드러냈다.
(DNA Repair Research Reveals Astounding Complexity)
Frank Sherwin
당신은 수십조 개의 세포들로 설계되어있다. 각 세포의 핵 안에는(적혈구 제외) DNA라고 불리는 “생명의 분자”가 있다. 그것들은 수천 개의 유전자들로 이루어진 염색체(사람은 46 개) 내에 조직화되어 있다. 유전자는 T, G, C, A라고 불리는 수많은 뉴클레오티드 염기들로 구성된 유전적 단위이다. 각 세포는 복잡한 대사 과정, 또는 물질대사(metabolism)를 수행한다. 우리는 타락한 세상에서 살고 있기 때문에, 때때로 이러한 과정(예로 산소 대사)은 유해한 DNA 손상을 유발할 수 있는 반응성 화학물질을 생성할 수 있다. 또한 DNA는 환경적 독성물질들과 전리방사선에 의해서 손상될 수 있다.
온혈 포유동물의 각 세포에서 이러한 자연적 변경, 또는 손상은 하루에 약 10,000개의 염기를 잃어버리는 것으로 추정되고 있다! 이러한 손상들을 수선하지 못하면, DNA에서 영구적인 변경, 또는 돌연변이가 발생한다.[1]
어떤 의미에서 우리의 건강은 주로 세포의 DNA 손상에 대한 반응(DDR)에 달려 있다. 하나님께서는 우리 몸이 분자 수준에서 유전자 독성 스트레스라 불리는 환경 및 대사 손상에 반응하도록 설계하셨다. 과학자들은 DNA를 손상되지 않은 상태로 유지하는 다수의 수선(복구) 메커니즘들을 발견했다. 가장 일반적인 메커니즘 중 세 가지는 DSB(double-strand breakage repair, 양가닥절단 수선), MMR (mismatch repair, 불일치 복구), BER(base-excision repair, 염기 절단 복구)이다.
그러나 이처럼 복잡한 과정들에는 MRE11–RAD50–NBS1이라 불리는 일련의 작은 단백질들이 관여한다. 이들은 함께 모여서 MRN 복합체(MRN complex)라 불리는 다기능 DDR 분자기계를 구성한다.[3] 기본적으로 MRN은 DNA 나선 구조에 결합하도록 설계되어 있으며, DNA 손상의 감지기로 작동한다.[4] 연구자(Syed and Tainer)들은 이 MRN 복합체를 “흥미로운 화학-기계적 분자기계”라 부르고 있었다. 그리고 그것의 다중도메인 3 단백질(MRE11–RAD50–NBS1) 구성은 손상 반응에 대한 중앙 효소, 감지, 신호, 건설, 비계설치(scaffolding)를 가능하게 한다는 것이다.[3]
세속적 과학은 이러한 놀라운 수선 시스템(MRN 복합체와 같은)이 어떻게 우연히 저절로 생겨날 수 있었는지를 설명하기 어렵다. 아이러니하게도 DNA는 손상되기 쉬운 분자이다. 진화론자들은 수십억 년 전에 DNA(또는 RNA)가 무기물로부터 우연히 생겨났을 것으로 추정하고 있다. 그렇다면 다음과 같은 질문이 예상될 수 있다 : DNA 분자의 손상을 수선하고 안정적으로 유지시키는 복구시스템은 어떻게 생겨나게 되었는가? 그리고 그러한 분자기계들을 만들기 위한 암호들은 어떻게 생겨나게 되었는가? 이것도 우연히 같이 만들어졌는가? 논리적으로 암호는 스스로 만들어질 수 없다는 것이다. 이것은 특별히 고도로 복잡한 DNA 암호와 관련이 있다.[7]
마지막으로, MRN 촉매 서브복합체는 모든 생물들에서 보존되어 있다는 것이다.[3] 즉, 그것은 진화되지 않았다. 두 진화론자는 “DNA와 단백질 염기서열, 그리고 어떤 구조들은 장구한 지질학적 시간에 걸쳐 비교적 변하지 않은 채로 남아있다”고 말했다.[8]
변하지 않았다는 것에 창조과학자들은 동의한다. 경이롭고 복잡한 MRN 복합체는 수천 년 전에 처음부터 완벽하게 기능하도록 창조되었으며, 그때 이후로 DNA는 수선되어왔다.
References
1. Karp, G. 2013. Cell and Molecular Biology, 7th edition. New York: Wiley Publishers. 565.
2. Sherwin, F. 2018. DNA Paramedics Repair Chromosomes. Creation Science Update. Posted on ICR.org July 24, 2109, accessed August 14, 2019.
3. Syed, A. and J. A. Tainer. 2018. The MRE11–RAD50–NBS1 Complex Conducts the Orchestration of Damage Signaling and Outcomes to Stress in DNA Replication and Repair. Annual Review of Biochemistry. 87: 263-294.
4. Lavin, M. 2007. ATM and the Mre11 complex combine to recognize and signal DNA double-strand breaks. Oncogene. 26(56): 7749-58.
5. Bernhardt, H. S. 2012. The RNA world hypothesis: the worst theory of the early evolution of life (except for all the others). Biology Direct. 7:23.
6. Wills, P. R. and C. W. Carter. 2018. Insuperable problems of the genetic code initially emerging in an RNA world. Biosystems. 164: 155-66.
7. Tomkins, J. 2015. Three-Dimensional DNA Code Defies Evolution. Creation Science Update. Posted on ICR.org April 27, 2015, accessed August 14, 2019.
8. Thain, M. and M. Hickman. 2004. The Penguin Dictionary of Biology. London, UK: Penguin Books, 172. Article posted on August 15, 2019.
*Mr. Sherwin is Research Associate is at ICR. He earned his master’s in zoology from the University of Northern Colorado.
*참조 : DNA 수선은 팀웍을 필요로 한다 : DNA 사슬간 교차결합의 수선에 13개의 단백질들이 관여한다.
http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=4806
DNA 수선 기작의 놀라운 조화
http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=4011
2015년 노벨 화학상으로 부각된 세포의 DNA 손상 복구 메커니즘은 진화론을 거부한다.
http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6274
DNA 복구 효소에서 발견된 극도의 정밀성
http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=3275
출처 : ICR, 2019. 8. 15.
주소 : https://www.icr.org/article/dna-repair-research-astounding-complexity/
번역 : 미디어위원회
DNA의 이중 나선을 푸는 모터, 국소이성화효소
: ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(환원 불가능한 복잡성)’의 한 사례
(God’s DNA-detangling motors: The topoisomerase enzymes)
Jonathan Sarfati
모든 생명체들은 믿을 수 없을 만큼 놀라운 분자기계들과 그것을 만들 수 있는 ‘지침 설명서’를 갖고 있다. 안내 책자에는 기계를 작동하는 방법에 관한 정보가 문자로 쓰여 있다. 마찬가지로 생명체 내의 지침 설명서는 DNA 분자에 화학적 암호 ‘문자’(뉴클레오티드의 순서)로 쓰여져 있다.
더욱이, 이 지침 설명서는 다음 세대로 복사가 된다. 당신은 어머니의 눈과 아버지의 귀를 직접 받은 것이 아니다. DNA에 복사된, 어머니의 눈과 아버지의 귀를 제조하는 지침서를 물려받은 것이다.(아래의 부록 참조).
가장 단순한 생명체라도 기능을 하려면, DNA의 물리적 크기로 인해 해결되어야 할 많은 문제들을 갖고 있다. DNA의 이중 나선 구조는 그 폭이 약 2.5나노미터(1천만 분의 1인치)로, 너무 얇아서 어떤 광학현미경으로도 볼 수 없다. 그러나 전체 DNA 분자는 극도로 길다. 사람의 가장 큰 1번 염색체는 2억2천만 글자로 구성되어 있으며, 전부 펼치면 길이가 85mm(3.4인치)가 된다. 당신 세포 안에 있는 모든 DNA를 한 줄로 연결하면, 길이가 약 2m가 된다! 엄청나게 길고, 극도로 얇으며, 끈적끈적한 가닥이 미세한 세포 네에 채워져 있어야 하기 때문에, 엉키거나, 매듭이 생기지 않고, 유지되어야 한다. 세포는 이 모든 일을 수행하기 위해 복잡한 분자기계들이 필요하다. 이 기계들은 놀랍도록 복잡하며, 우리 창조주 하나님의 전지하심에 대한 증거가 되고 있다.
이중 나선을 풀기
DNA가 해독될 때(즉, 단백질 정보가 사용될 때), 이중 나선의 두 가닥이 분리되어야 한다. 그리고 재생산되는 동안, 각 가닥은 독립적으로 복사된다.
여기에는 DNA 헬리카제(DNA helicases)라 불리는 특수 모터가 필요하다. 그것들은 DNA가 통과할 수 있는 구멍이 있는 링 모양이다. 그러나 모터이기 때문에 역시 연료가 필요하다. 헬리카제는 ATP라고 불리는 ‘연료’에 의해 구동되는데, ATP는 또 다른 모터인 ATP 신타아제(ATP-synthase)에 의해 만들어진다.[1] 에너지원으로 ATP를 사용하면서, 모양은 주기적으로 변화하고, 약 10,000 rpm의 속도로 헬리카제 링 주위를 달리는데, 이 속도는 제트 엔진 터빈이 회전하는 속도이다. 헬리카제는 DNA를 따라 빠르게 달리며, 복제 갈래(replication fork)에서 두 가닥을 분리한다.[2] 그런 다음, 많은 다른 분자기계들이 DNA를 해독하고, 가닥을 다시 모으거나, 가닥을 복사한다. 이것은 DNA 복사 속도가 초당 1,000자이고 헬리카제가 복사기보다 앞서야하기 때문에, 매우 빠르게 실행되어야 한다.
과도한 꼬여짐
DNA의 나선형(뚤뚤 말린) 모양은 헬리카제가 그것을 풀어서 가닥을 분리할 때, 늘어나는 또 다른 문제를 일으킨다. 여러분은 여러 가닥으로 꼬여진 긴 밧줄로, 그 문제를 쉽게 시연해볼 수 있다. 가운데서부터 시작하여 가닥을 양쪽으로 당겨보라. 곧 분리점의 양쪽에 또 다른 비틀림 저항이 생겨서, 풀기가 매우 어려워질 것이다. 다시 놓으면, 밧줄은 원래 모양으로 다시 감기려고 할 것이다. 오래된 유선 전화기의 감겨진 전화줄을 생각해보라. 전화줄은 꼬인데 위에 또 꼬여지면서 쉽게 얽히는 것을 알 수 있다. 앞 방향으로 꼬임이 일어나는 것을 보완하려면, 풀리는 위치 뒤쪽의 DNA에 꼬임을 추가시키고, 또한 슈퍼 코일(많이 감김)이 되어야 한다. 세포에서 DNA의 풀림이 방해되면, 세포는 더 이상 단백질을 만들지 못하거나, 스스로를 복제할 수 없다.
(그림) DNA 복제 또는 DNA 합성은 이중 가닥의 DNA 분자를 복제하는 과정이다. 이 과정은 우리가 알고 있는 한 모든 생명체들에서 가장 중요하다. 이것은 매우 복잡한 기계류에 대한 간단한 도표이다(예를 들면, 헬리카제는 DNA 가닥이 통과하는 고리 구조를 갖고 있다).
DNA의 이중나선을 푸는 분자기계
창조주께서는 살아있는 생명체 내의 이러한 문제를 국소이성화효소(topoisomerases)라 불리는 특별한 단백질 기계(효소)를 가지고 해결하셨다.[3] 국소이성화효소는 DNA를 자르고, 다시 배열하고, 다시 붙인다. 국소이성화효소는 DNA가 과도하게 감겨지는 것을 방지하기 위하여, 복제 갈래(replication fork)의 앞에서 작동되고 있다.
국소이성화효소에는 몇 가지 부류가 있지만, 2개의 주요 유형으로 분류된다 :
•TypeⅠ 국소이성화효소는 DNA 가닥 중 하나를 절단하고, 일시적으로 절단된 양끝에 접착된다. 그런 다음 절단되지 않은 가닥은 갈라진 틈으로 자유롭게 통과된다. 어느 경우이든, 이것은 한 번에 하나의 꼬임씩 변형을 해제하거나 ‘이완’시킨다. 마지막으로 절단된 틈을 다시 연결하는데, 이것을 결찰(ligation)이라고 한다.
유형 1의 국소이성화효소는 ATP를 필요로 하지 않는다. DNA의 과다 감김에 의해 축적된 에너지는 감겨진 스프링을 내버려 둘 때 그러하듯이, 단순하게 방출된다.
•Type II 국소이성화효소는 더 복잡하다. 이 유형은 이중 나선의 두 가닥을 다 자르고 그것을 따로 붙들고 있다. 그런 다음 절단되지 않은 부분에서 이중 나선의 루프를 갈라진 틈을 통하여 당겨온다. 그 후, 두 가닥이 재연결되고, 통과된 DNA가 방출되며, 마지막으로 효소가 재연결된 DNA를 방출하므로서, 그 과정을 필요한 대로 반복할 수 있다. 이 여러 단계에서 ATP가 필요하다.
유형 II의 국소이성화효소는 또 다른 이유 때문에 중요하다 : DNA가 복제될 때, 간혹 두 개의 ‘딸’ DNA 분자가 사슬의 고리처럼 서로를 감쌀 수 있다. 즉, 사슬 꼴로 연결될(catenated) 수 있다(라틴어 catena = 사슬). 따라서 이러한 연결된 분자들을 분리하는 것을 decatenation(분리)라고 하며, 이것이 유형 II의 국소이성화효소의 중요한 역할이다.
완전히 기능하지 않으면 쓸모없다.
이들 효소는 세 가지 일을 해야 하는데, 그렇지 않으면 전혀 쓸모없거나, 심지어 해로울 것이다: (1)절단, (2)절단된 곳을 통하여 다른 가닥을 이동시키기, (3)다시 연결하기. 각 단계가 얼마나 중요한지는, 어떤 한 단계라도 무능하게 되면, 그 효소는 작동하지 않고, 그 세포는 죽는다는 것이다.
사실 일부 항균제와 항암제는 국소이성화효소를 표적으로 삼고 있다. 플루오로퀴놀론계(fluoroquinolones, 예로 시프로플록사신(ciprofloxacin), 레보플록사신(levofloxacin))라고 불리는 항생제들은 세균성 유형 II 국소이성화효소의 재연결 단계를 멈추게 하여, DNA 속에 갈라진 틈을 증가시켜 세포를 빠르게 죽인다. 일부 항암제(예를 들어, 캠토테신(camptothecin), 토포테칸(topotecan))들은 통제되지 않고 재생되는 암세포에서, 유형 I과 유형 II의 국소이성화효소에 동일한 작용을 가한다.
촉매 억제제(catalytic inhibitors)라고 부르는 다른 부류의 약물은 ATP 에너지 방출을 막아서, 첫 번째 단계인 절단을 중단시킴으로써 작용을 한다. DNA가 조각으로 찢어져서 세포가 죽는 대신에, DNA가 엉키게 해서, 세포가 단백질들을 만들지 못하게 하여 세포의 번식을 억제한다.
진화론이 갖게 되는 문제
분명히 생명체 이전의 조건에서, 작고 점진적인 단계의 무작위적 화학반응들에 의해서, 첫 번째 세포를 만들어낼 수 없었다. 각각의 단계는 이전의 단계보다 더 나은 점이 있어야 하고, 자연선택이 이것을 선호해야 하는데, 이 과정에서 효소가 첫 번째 단계인 절단을 실행했다고 가정해 보자. 그것을 다시 모으지 않는다면, 이것은 정보 분자를 조각으로 절단하여 세포에 해를 입힐 것이다!
그러나 그것은 심지어 진화에 더 나쁘게 작용한다. 자연선택은 정의에 의하면 차등 번식(differential reproduction)이다 : 즉, ‘A가 B보다 더 적합하다’라는 말의 의미는 ‘A가 B보다 생존하는 후손이 더 많음’을 의미한다. 따라서 자연선택에는 최소한 두 개의 복제된 개체가 필요하다. 그래야 선택을 할 것이 아닌가? 이것은 DNA를 복제하는 방법을 갖기 전까지는 번식할 수 없기 때문에, 복제의 기원을 설명할 수 없다는 것을 의미한다. 그리고 우리가 보았듯이 국소이성화효소 없이는 DNA가 너무 빨리 엉키게 될 것이기 때문에, DNA를 복제할 수 없다. 자연선택은 첫 번째 국소이성화효소의 기원을 설명할 수 없으므로, 다윈의 진화론은 시작조차 하지 못하는 것이다.[4]
여전히 존재하는 또 다른 문제는 ‘닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐’ 문제이다.[5] 즉, 국소이성화효소를 만드는 지침(정보)은 DNA에 들어있다. 그러나 DNA를 푸는 국소이성화효소가 없으면, 이들 지침을 읽을 수 없다. 심지어 가장 간단한 유형 II 국소이성화효소도 두 개의 분절 사이에 800개의 ‘아미노산 암호’가 들어있다. 하나의 단백질을 암호화하는 데에는 3개의 DNA ‘철자’가 필요하기 때문에, 이를 위한 유전자는 길이가 약 2,400개의 철자이므로, 너무 길어서, 풀지 않고는 읽을 수 없다.
그리고 이 모든 지침들은 딸 DNA 가닥을 분리하는 유형 II 국소이성화효소가 없으면, 다음 세대로 넘어갈 수 없다. 살아있는 모든 생명체 중 가장 작은 유전체를 갖고 있는 마이코플라즈마 제니탈리움(Mycoplasma genitalium, 바이러스와 세균의 중간 성질을 지닌 미생물)의 DNA조차도 너무 커서 스스로 분리될 수는 없다.
결론
가장 단순한 생명체조차도 단백질을 만들거나 그것들을 자손에게 전달해 주기 위해서는, DNA 지침서를 읽을 수 있기 이전에, 국소이성화효소가 필요하다. 이들은 복잡하고 잘 설계된 분자기계로서, DNA를 절단하고, 이동시키고, 다시 연결한다. 그것들 없이는 재생산이 불가능하기 때문에, 무작위 돌연변이와 자연선택의 결합이라는 다윈의 진화로는 최초의 국소이성화효소를 만들어 낼 수 없다.
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(부록) DNA : 최고의 정보저장 시스템
DNA는 이 우주에서 가장 발달된 정보의 저장/검색/전송 시스템이다. 살아있는 세포의 DNA 정보 밀도는 약 1,000 테라바이트/입방 밀리미터이다.[1] 따라서 살아있는 세포는 아주 작은 공간에 엄청난 양의 정보를 저장할 수 있다. 가장 단순한 생명체인 마이코플라즈마는 세포 내 기생체로 약 600킬로바이트의 DNA를 가지고 있는 반면, 인간 세포 하나에는 약 3기가바이트를 갖고 있다.[2]
각각의 인간 세포에 들어있는 모든 정보를 종이와 잉크로 쓴다면, 성경 약 1,000권에 해당하는 막대한 량이다.[3] 그러나 잉크의 화학 성분에는 책의 정보를 생성할 수 있는 것이 아무 것도 없다. 종이에 잉크를 쏟아 부을 때, 정보가 생산되지 않는다! 정보는 저자가 잉크로 문자를 배열함으로써 생성된다. 정확히 동일한 방식으로, DNA의 ‘문자’를 이루는 화학성분에는 생명체의 메시지를 쓰게 하는 어떠한 것도 들어 있지 않다.
1. More details and documentation in Sarfati, J., DNA: the best information storage system, 9 October 2015; creation.com/dna-best. See also Batten, D., DNA repair mechanisms ‘shout’ creation, Creation 38(2):56, 2016; creation.com/dna-repair.
2.For simplicity, I treat each DNA ‘letter’ as a ‘byte’ of information, which is ‘in the right ball park’. In reality, since there are four possibilities at each locus, we could use two bits to store each letter, which would reduce the overall memory requirement by 4-fold. But, using one letter per byte, we have 3.17 billion base pairs (bp), and two copies of the genome in each cell, so 6.34 billion bp, or 5.90 GB.
3. Erb, K.E., [American] Tax code hits nearly 4 million words, Taxpayer Advocate calls it too complicated, forbes.com, 10 January 2013. For comparison, the KJV has almost 800,000 words.
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References and notes
1. Thomas, B., ATP synthase: majestic molecular machine made by a mastermind, Creation 31(4):21–23, 2009; creation.com/atp-synthase.
2. A good description and video can be found in Unwinding the double helix: Meet DNA helicase, evolutionnews.org, 20 February 2013. Other fascinating videos can be found on DNA Learning Center, dnalc.org.
3. For more information, see DeWeese, J.E., DNA topoisomerases—the ‘relaxers’ and ‘unknotters’ of the genome, J. Creation 30(2):92–101, 2016. Dr Joe DeWeese of Lipscomb University, Nashville, Tennessee, has published many topoisomerase papers in leading secular science journals. See also the video Topoisomerase 1 and 2, youtube.com.
4. The proposed origin of life from non-living chemicals is commonly called chemical evolution.
5. The answer’s actually easy according to Scripture: God created the chicken on Day 5, which then laid the egg. Actually, to be precise, God made the galliform created kind that comprises heavy ground-living birds, which after the Ark diversified into chickens, partridges, pheasants, quail, turkeys, etc. Lightner, J., An initial estimate of avian ark kinds, Answers Research Journal 6:409–466, 2013.
*참조 : 4차원으로 작동되고 있는 사람 유전체 : 유전체의 슈퍼-초고도 복잡성은 자연주의적 설명을 거부한다.
https://creation.kr/Topic101/?idx=13855394&bmode=view
번역 : 이종헌
주소 : https://creation.com/dna-detangling-motors-topoisomerase
출처 : Creation Magazine Vol. 40(2018), No. 1 pp. 24-26
암호는 저절로 우연히 생겨날 수 없다
: 생명체에 들어있는 유전정보는 진화론을 부정한다.
(Codes Cannot Create Themselves)
David F. Coppedge
암호(code)를 작성하려면, 먼저 마음(mind)으로부터 시작해야 한다. 그런 다음 암호를 알고 있는 발신자와 수신자를 설계해야 한다.
과학자들도 생물학적 암호가 실제적이고, 어디에나 보편적으로 존재하고 있다는 것을 인정하고 있다. 시생대의 가장 단순한 미생물에서부터, 가장 복잡한 포유동물에 이르기까지, 생물들은 발신자와 수신자간에 전달되는 암호로 된 유전정보들로 가득하다. 와일더 스미스(A.E. Wilder-Smith) 박사는 암호는 그 자체만으로는 의미가 없다는 점을 강조했었다. 발신자와 수신자가 모두 암호에 대한 언어 규칙을 이해할 때만 의미가 있는 것이다.
Biosystems 지의 특별 주제로 다룬 암호생물학(Code Biology) 논문들에서, 유물론적 진화론자들은 생명체의 시작 이전에 암호의 기원을 어떻게든 설명해보려고 시도하고 있었다. 기억해야할 것은, "자연선택(natural selection)"은 유전자 시스템에서 정확한 복제가 이루어지기 전까지는 작동될 수 없다는 것이다. 왜냐하면 자연선택은 자손에게 어떤 유익한 특성을 암호로 전달할 수 없다면, 작동되지 않을 것이기 때문이다. 자연선택을 말하면서, 생명체에 들어있는 암호가 저절로 우연히 만들어졌을 것이라는 믿음은 기적을 믿는 것과 같은 것이다.
RNA 세계(RNA world)에서 초기에 나타나야하는 극복하기 어려운 유전암호 문제.(Wills & Carter, Biosystems). 이것은 아마도 ‘생물학적 정보의 기원’에 있어서 가장 대중적인 이론인 진화론에 대한 최고의 명연설(show-stopper)일 것이다. 윌스와 크레이터(Wills & Carter)는 오류의 재앙이 RNA World와 같은 상향식(bottom-up) 이론을 망칠 것이라는 것을 잘 알고 있었다. 그들은 다윈의 자연선택을 초월하는 원리가 요구된다는 것을 깨닫고 있었다. 그러므로 하나님이 그것에 대한 논리적 결론일 것이다. 그러나 대신에 그들은 어떻게든 "자기조직화(self-organization)"가 신속하게, 견고한, 일치된 암호 시스템을 만들어낼 수 있었다는 믿음의 도약을 하고 있었다. 이것은 기적을 믿는 것과 다름이 없다.
암호화된 단백질 합성의 출현을 설명하기 위해서, 자기촉매 이론(theory of autocatalysis) 내에서 오류가 발생하기 쉬운 정보 전달(복제, 전사, 또는 번역)을 위한 미분방정식이 개발되었다. 여러 방정식들은 궁극적으로는 효소들에 의한 특정 tRNA 아미노산화 출현에 대한 시나리오들의 타당성을 비교해볼 수 있는, 그리고 센트럴 도그마(Central Dogma, 유전정보의 흐름을 나타내는 분자생물학의 기본 원리) 내에 들어있는 분자생물학적 정보를 처리하는 보편적 시스템의 기원과 이 과정의 관계를 비교해볼 수 있는, 하나의 기초를 제공하고 있다. 가설적인 RNA 세계는 이 시스템이 어떻게 생겨났는지 설명할 수 있는 적절한 근거를 제공하지는 못하지만, 다윈의 자연선택을 초월하는 자기조직화 원리는 펩타이드-RNA 세계의 유전자 암호의 신속하고 일치된 전환을 위한 예상치 못했던 견고한 기초를 제공하고 있다.
원인, 생성자, 그리고 암호.(Hofmeyr, Biosystems). "형상인(formal cause)"은 청사진이나 무언가를 위한 계획이다. "작용인(efficient cause)"은 그것을 초래하는 것이다. "보편적 생성자(universal constructor)"는 끝없이 스스로 재생성 되는, 그러한 기계에 대한 요구사항에 주의를 환기시키는, 폰 노이만(Bon Neumann)의 이론적 실체이다.
관계 생물학(relational biology)은 아리스토텔레스의 4 원인론(Aristotle’s four causes)에 대한 로버트 로젠(Robert Rosen)의 공식화를 가능하게 만들었던, 인과관계의 함의에 대한 풍부한 이해에 크게 의존하고 있다. 현재까지 작용인과 목적인(final cause)의 회복이 주요 초점이었다. 형상인은 별로 중요하게 여겨지지 않았다. 그러나 이 논문이 보여주듯이, 생물학적 과정은 아니지만, 여러 유형의 과정들을 이해하는데 있어서 그것은 중요하다. 매핑(mapping)의 그래프 이론적 관계 다이어그램은 관계생물학에서 중요한 역할을 해왔으며, 이 논문의 첫 번째 부분은 다이어그램에서 형상인을 명시적으로 표현하는 방법의 발달에 기여하고 있었고, 그것이 매핑을 형성하기 위해서 작용인과 어떻게 함께 작용하는지를 설명하고 있다.
언어의 진화적 동력학.(Luc Steels, Szathmáry Eörs, Biosystems). 이 논문은 자기 비판을 하고 있다. 진실과 연결되어 있지 않는다면, 언어는 의미가 없다.
진화론적 동력학의 잘 확립된 틀은 인간의 뇌가 언어(language)를 습득하고 적응할 수 있는 방법과, 언어가 집단 내에서 어떻게 변하는 지에 대한 매혹적인 문제에 적용될 수 있다. 문법적 구조를 다루는 틀은 복제되고 있는 단위이다. 언어는 개인의 두뇌 변화에 따라 출현하고 증식하며, 필요한 표현력, 성공적 의사소통, 적은 인지 노력 등에 대한 기여도를 토대로 선택된다. 이 관점을 채택하는 데에는 두 가지 큰 이점이 있다. (i)진화론적 동력학의 관점에서 적응된 뇌의 신경생물학 모델과 연결된다. 따라서 인간의 뇌가 언어를 구사하는 현저하게 복잡한 능력을 어떻게 얻었는지에 대한 새로운 지평을 열게 된다. 그리고 (ii)진화적 동력학적 과정으로서, 문화적 언어 변화를 연구하기위한 새로운 토대를 제시한다. 이 논문은 이러한 새로운 시각을 소개하고, 경험적 데이터와 계산된 실험에 대한 레퍼런스를 제공하며, 공개된 문제들을 지적하고 있다.
유기촉매 바이트에서 정보의 운반 : 반-생성(Semiopoiesis): 생명의 기원에 대한 새로운 이론. (Dos Santos, Biosystems). 이 과학자들은 암호 정보와 분자 정보를 비교하고 있었다. 이것은 카테고리 분류의 실수이다. 분자에서 그들의 순서는 특성을 나타내는 것이지, 정보를 운반하지 않는다. 유전학에서 염기서열은 중요한 부분이다. 그것은 기호학적(기호에 기초한) 유전정보를 전달하고 있다. 도스 산토스(Dos Santos)는 "유기촉매(organocatalysts)"가 분자들을 정보를 전달하는 유전적 생체고분자로 바꾸어줄 수도 있었을 것으로 추정하고 있었다. 그러나 그러한 일은 일어나지 않을 것이다. 자석에 의해 끌어당겨진 철자들의 무작위적 수집으로 의미가 통하는 문장이 만들어질 수 있을까? 산토스는 또한 "자연선택에 의해 진화할 수 있는" 시스템과 생명체를 혼동하고 있었다. 생명체는 우연히 발생할 수 없어 보인다!
살아있는 생명체는 반복적으로 구성요소들을 생성하며, 경계가 유지될 수 있는 화학적 시스템이며, 자동 복제되는 기계로서 고전적으로 묘사되어 왔다. 반면에, 매우 간단한 자기생산적 미셀(autopoietic micelles)이 실험실에서 생산되었다. 그것들은 자신의 계면활성제의 생산을 촉매할 수 있는 미셀(micelles, 작은 분자의 응집에 의해서 형성된 교질입자)로 구성되어있다. 그러나 이러한 자가생성 시스템이 진화할 수 없다는 것은 매우 분명하다. 이런 방식으로 이들 자기생산 미셀들이 항상 진화적 관계로 연결되어 있는, 살아있는 생명체와 관련될 수 없다. 여기서 나는 살아있는 생명체는 분자 정보를 보존할 수 있는, 자기생산적 시스템의 한 종류라고 주장한다. 그 특성은 반-생성(semiopoiesis)이라는 용어로 표현될 수 있다. 그들의 생성물에 대한 분자적 정보를 정의함으로써, 반-생성 시스템은 미디움(medium)과의 상호작용을 제어하고, 조직 유지에 유익한 분자 정보를 자손에게 전달할 수 있기 때문에, 반-생성 시스템은 자연선택에 의해서 진화할 수 있었다. 정보는 일련의 상태 또는 명령들을 갖고 있는 특별한 모양 또는 순서로 말해질 수 있다. 따라서 핵산의 뉴클레오타이드 서열과 같은, 또는 단백질의 아미노산 서열과 같은 분자 정보(molecular information)는 구성 요소들의 배열을 지시하고 있는 특별한 명령이다. 그러나 분자 정보는 뉴클레오타이드 서열에만 국한되지 않는다. 작은 유기화합물의 원자들 또한 다양한 순서를 나타낼 수 있어서, 여러 이성질체(isomers)들이 만들어진다. 서로 다른 이성질체는 매우 다른 화학적 및 물리적 특성을 나타낼 수 있어서, 유기화합물의 생화학적 생물리적 특성은 그것의 조성 및 분자 정보에 의해서, 즉 이들의 원자가 배치되는 특정한 위치에 의해서 결정된다. 이 분자 정보는 선택적 유기촉매(organocatalysts)에 의해서 촉진되는 반응 동안에 보존될 수 있었다. 이러한 방식으로, 생체고분자를 기반으로 한 시스템이 출현하기 이전까지, 유기촉매는 유전정보를 전달하는 원시 매개체의 설득력 있는 후보자가 될 수 있다. 추정되는 유기촉매에 기반한 기초적인 진화가 논의되었다. 마지막으로 필자는 유기촉매 미셀이 관련 산업에 영향을 미치는 프로그램 가능 물질, 인공 광합성, 자가-건설 물질, 인공생명체와 같은 것들을 만들어내기 위해서 설계될 수 있다고 주장한다.
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유물론자들이여, 당신들은 무작위적 과정으로 여기에 있는 것이 아니다. 지성이 없는 분자들은 암호를 만들지 않는다. 그것은 프로그래밍을 필요로 한다. 분자와 생물체 모두 이해할 수 있는 지성과 목표를 가진 누군가가 있어야 한다. 지성이 없는 기호는 무의미하다. 지성을 가진 한 창조자만이 임의의 기호를 선택하여, 의미를 부여할 수 있으며, 그 기호를 해석하고 반응할 수 있는 기계들을 만들 수 있다. 기호 자체, 또는 기호 집합은 아무 것도 할 수 없다. 다른 분자들과 충돌하여 "ATG"라는 뉴클레오타이드가 결합될 수는 있겠지만, 그것이 메티오닌을 만들어낼 수는 없다. 그리고 또 다른 뉴클레오타이드와 결합하여 다른 아미노산 분자들을 만들어내고, 정확한 순서대로 결합시킬 수는 없다. 그것도 모두 L-형 아미노산들로 말이다. 하나의 단백질을 만드는데 필요한 수백 개의 코돈(codon)들이 우연히 만들어질 가능성은 없어 보인다.
박사 학위가 있는 사람이라 하더라도, 지성 없이 생명의 기원을 설명하려는 시도는 우스꽝스러운 것이다. 지성 없이 암호가 만들어질 수 있는 방법은 없다. 모든 유전정보들이 모두 우연히 생겨났다는 주장은 정말로 어리석은 주장이다. 지적설계를 배제하고 생명의 기원을 설명할 수 있는 방법은 없어 보인다. 생물들은 막대한 량의 암호화된 정보로 가득하다. 그 문제를 살펴보고 있는 Biosystems 지의 이번 특별 호를 보게 되어 기쁘다. 그러나 진화과학자들이 살아있는 생명체에서 관측되는 명백한 의미를 무시하고 있다는 것은 실망스러운 일이다.
출처 : CEH, 2019. 3. 13.
주소 : https://crev.info/2019/03/codes-cannot-create-themselves/
번역 : 미디어위원회
