단백질과 유전자와 인체

“단백질”하면 대부분의 사람들은 먹음직스럽고 수분이 풍부한 ‘스테이크’를 생각한다. 그러나 단백질은 그보다 많은 의미를 지니고 있다. 생물 특히 동물은 각기 특별한 일을 수행하는 무수한 다른 유형의 단백질로 구성되어 있기 때문에, 고기에는 단백질이 함유되어 있다.

단백질의 유형은? 물을 제외한 우리 몸무게의 약 절반이 단백질 분자이지만, 모두 동일하지가 않다. 어떤 것들은 우리의 머리털, 피부 및 손톱과 발톱을 튼튼하게 해 주고, 효소라고 불리우는 다른 것들은 체내 세포의 화학 반응을 조절한다. 또 다른 것들은 우리의 신체가 질병을 격퇴하도록 돕는 항체를 형성한다.

단백질은 무엇으로 만들어지는가? 수천개의 서로 다른 모든 단백질은 ‘아미노’산이라고 불리우는 작은 분자들이 함께 연결되어 이루어 진다. 단지 약 20개의 서로 다른 유형의 ‘아미노’산으로 모든 나무, 꽃, 동물 및 지상의 사람들을 형성하는 데 도움이 되는 서로 다른 모든 유형의 단백질을 만들 수 있다. 그것은 마치 영어에서 단지 26개의 글자를 결합하여 수십만 단어를 만들어 낼 수 있는 것과 같다!

산 세포들은 필요한 단백질을 만들기 위하여 긴 열차에 달린 객차들처럼 ‘아미노’산들을 고리로 연결한다. 예를 들어, 우리 췌장 내의 세포들은 ‘인슐린’을 만들기 위해, 자신을 독특한 모양으로 구부릴 수 있는 ‘아미노’산 고리라고 불리우는 두대의 “기차”를 조립한다. 첫 고리는 21개의 글자로 된 “단어”와 같고, 둘째 고리는 30개의 ‘아미노’산 “글자”로 된 “단어”와 같다.

그 다음, 그 고리들은 연결되고 우리 몸은 혈류 속의 당도를 조절하도록 돕는 ‘인슐린’ 분자를 갖게 된다. 당뇨병 환자가 아는 바와 같이 ‘인슐린’과 같은 단백질은 건강에 중요하다.

설계도와 청사진—DNA와 RNA

그러나 우리의 췌장 세포는 ‘인슐린’을 만들기 위하여 어느 ‘아미노’산을 함께 연결해야 하는지 어떻게 아는가? 그리고 또한 무엇이 우리의 엄지 발가락 세포들이 ‘인슐린’을 만드는 데 사용되지 않게 해 주는가? 그 해답은 수 조(兆)의 각 세포의 핵 속에 들어 있는 DNA(‘디옥시리보’ 핵산)이라고 불리우는 특이하고도 매우 큰 분자에게 있다. 그것은 어떠한 작용을 하는가?

당신은 건설 현장에 가 본 일이 있는가? 아마 일단의 일꾼들, 즉 목수, 조적공, 전공들이 자주 그들이 해야 할바를 알려 주는 청사진을 참조하는 것을 보았을 것이다. 그 청사진은 어디에서 입수한 것인가? 주 건설 사무소에는 청사진을 뜨기 위해 특별한 기계로 복사된 많은 건축 도면들이 있다. 각 공사 감독들은 그 청사진을 현장에 있는 그의 일꾼들에게 가져 간다.

우리의 세포들은 그러한 건설 공사와 비슷하다. 핵(“건설 사무소”) 속에는 인체가 필요로 하게 될 모든 단백질을 위한 “원 도면들”이 있다. 이 “도면들”이 DNA 분자들이다. 우리가 ‘인슐린’을 필요로 할 때, 우리의 췌장에 있는 특별한 세포들의 핵 속에의 유전자라고 불리우는 DNA의 적절한 부분이 활성화된다.

DNA는 마치 원 건축 도면이 일반적으로 공사 현장에서 사용되지 않은 것처럼 핵 밖으로 나가지 않는다. 그것은 매우 귀중한 것이다. 대신에, “청사진”은 전령 RNA(‘리보’ 핵산)라고 불리우는 특별한 분자에 의해 DNA 유전자에서 만들어 진다. 이 “전령”은 핵에서 청사진을 꺼내어 “공사 현장”으로 가지고 간다. 그곳에는 한 일꾼이 하나의 ‘인슐린’ 분자를 만들기 위하여 기다리고 있다.

이 일꾼은 주로 일종의 목수장 분자인, ‘리보솜’과 운반 RNA라고 불리우는 조수로 구성되어 있다. 그 작은 조수 분자인 운반 RNA는 ‘아미노’산을 모아 ‘리보솜’에게로 데려 온다. ‘리보솜’은 전령 RNA의 “청사진”을 “읽”고 ‘인슐린’ 고리를 만든다.

우리 각 세포의 “건설 사무소”에는 그 세포의 기능에 필요한 것보다 훨씬 더 많은 “도면들”이 있다. 예를 들어, 우리의 엄지 발가락 세포들에는 ‘인슐린’을 만드는 데 필요한 유전자들이 있지만, 그 유전자들은 활성화될 수 없다. 이 도면들은 우리의 엄지 발가락 세포들 안에 “열쇠로 잠겨져” 있다. 각 세포는 필요한 물질을 만들기 위하여 자체의 핵 안에 있는 DNA의 일부 만을 사용한다. 우리는 그 사실을 기뻐할 수 있다. 왜냐하면, 세포들이 사용하지 않아야 할 도면들을 “열어” 놓아 단백질들을 만들기 시작한다면, 이것은 자신이나 다른 세포들에게 해를 줄 수 있으며 심지어는 암이 될 수도 있다.

설계도를 변경시키는 일

대부분의 건축 전문가들은 만일 거대한 마천루 건축을 감독하는 데 사용되는 복잡한 도면이 우연히 생겨났다고 말하는 사람이 있다면 강력히 반대할 것이다. 그러한 도면들은 고도로 숙련되고 잘 훈련받은 건축가를 필요로 한다. 모든 생물의 세포 속에 있는 DNA에는 건축 도면들보다 훨씬 더 복잡하고 상세한 지시들이 들어 있다. ‘박테리아’, 단풍나무, 사람들의 정밀한 “건설”을 감독하는 DNA는 가장 뛰어난 건축가의 산물이어야 한다는 것이 이치적이 아닌가? 바로 그 가장 뛰어난 건축가가 여호와 하나님이시다.—창세 1:11-28.

어떤 훌륭한 건축가에게 권한도 없고, 자격도 없는 사람이 특별한 건축물을 위하여 공들여 준비한 도면에 변경을 가하려고 한다면 어떻게 느끼겠는가 물어보라. 그는 그것을 좋아하지 않는다. 왜냐하면 그는 그 도면을 바꾸려는 사람이 아마 그 변경이 미칠 전체적인 결과를 고려하지 않고 있음을 알고 있기 때문이다. 사실, 휴게실을 넓혀야 할지 모르지만, 출입 통로에서 귀중한 공간을 빼앗는다면, 어떤 일이 일어나겠는가? 배관 시설을 재설계해야 한다면 어떤 일이 일어나겠는가?

과학자들은 현재 생물의 DNA 내용을 변경, 즉 창조주께서 마련해 주신 “건축 도면들”을 바꿀 수 있다. 어떤 경우에 이러한 변경들은 인간의 ‘인슐린’을 만드는 유전자를 ‘박테리아’ 속에 주입하는 일 같은 인도주의적이고 의학적인 목적을 위해서라고 말할 수 있다. 어미 뱃속에 있는 쥐에게 ‘바이러스’ 유전자를 주입하는 일과 같은 다른 경우는 세포들이 어떻게 작용하는지에 대한 과학적인 호기심이 더 크게 작용한다.

오늘날 과학자들이 유전자를 변경시킬 수는 있지만, 그들의 유전자가 어떻게 작용하는지를 온전히 이해하려면 아직 요원하다. 1979년에 「뉴우요오크 타임즈」지는 이렇게 보도하였다. “인간의 유전자를 포함하여, 동물 유전자의 구조는 적어도 20년 동안 믿어 왔던 것과는 너무나 다르다. 새로운 사실들이 밝혀졌다.” 어떠한 일이 있었는가? 동물 유전자는 과학자들이 생각해 왔던 것처럼, ‘박테리아’ 유전자와 같은 방식으로 항상 작용하지 않는다는 것을 알게 되었다. 동물 유전자는 훨씬 더 복잡하며 이해할 수 없는 긴 정보의 연쇄가 담겨 있다. 사실상, 과학자들은 ‘박테리아’의 “주(主) 도면”을 읽는 일이 자기들의 예상대로 인간의 “주 도면”을 읽는 방법을 사람에게 가르쳐 주는 것이 아님을 알게 되었다.

또한 과학자들은 최근에 DNA 분자의 유전 부호가 항상 생각해 왔던 것처럼 일정하지 않다는 사실을 알게 되었다. DNA가 핵 안에 있지 않고 ‘미토콘드리아’(사립체)라고 불리우는 세포의 다른 기관에 있을 때는 부호가 약간 다르다는 것이 판명되었다. “유전 부호가 공통적이라는 정설은 흔들리고 있다.”고 「뉴우 사이언티스트」지는 시인하였다. 부호가 왜 바뀌는가? 그들은 모르고 있다. “유전 분석이 밝혀짐으로 제기된 어떤 의문들은 결코 해결되지 않을지도 모른다”고 「뉴우 사이언티스트」는 논평한다.

따라서 사람들이 유전 연구의 위험 가능성에 대해 염려하는 것은 당연하다! 대부분의 생물학자들이 현재 그 연구가 별반 위험하지 않다고 주장하고 있지만, 그들은 참으로 유전학에 대하여 충분히 잘 알며 이해하고 있는가? 과거 50년대에 과학자들은 미국 서부에서의 원폭 실험이 대중에게 아무런 위험이 없다고 주장하였지만, 그 실험들이 행해진 곳에서 바람이 부는 쪽에 살고 있는 사람들의 암 발생률은 과학자들이 잘못되었음을 현재 나타내 준다.

과학자들이 온전히 이해하지 못하는 힘과 생물학적 과정을 어설프게 다루다 뜻밖에 인류에게 끔찍한 새로운 질병을 쏟아놓을 가능성이 있는가? 일부 사람들은 그러한 가능성이 있다고 생각한다.

어쨌든 과학자들은 정확히 말해서 유전자와 관련하여 어떠한 일을 하고 있는가?

[4면 삽화]

마치 영어에서 단지 26개의 글자를 결합하여 수십만 단어를 만드는 것과 같이, 단지 20개의 서로 다른 ‘아미노’산으로 모든 나무(TREES), 꽃(FLOWERS), 동물(ANIMALS) 및 지상의 사람(PEOPLE)을 형성하는 서로 다른 모든 단백질을 만든다

[5면 삽화]

핵(세포 건설회사 사무소)

전령 RNA

‘리보솜’

운반 RNA

‘아미노’산