DNA “청사진”—정교한 설계

우리 각자의 생명은 약 20년 후에 성숙한 사람이 될 조그마한 단 하나의 세포로 시작된다. 그 하나의 아주 작은 세포에서 심장, 위, 간장 및 기타 내부 기관들; 복잡한 눈과 귀; 다재 다능한 손가락 등 가지 각색의 신체 부분이 모두 나오는 것이다. 당신은 그 본래의 단 하나의 세포 속에 든 엄청난 양의 정보와 그 세포의 참으로 정교한 설계에 대해 깊이 생각해 본 적이 있는가?

다음의 예를 생각해 보라. 자동차를 전혀 본 적이 없는 사람에게 원료로부터 자동차 한 대를 조립하는 방법을 설명할 필요가 있다고 해보자. ‘백미러’로부터 기화기의 ‘밸브’까지 각 부품을 모두 상세하게 설명하지 않으면 안 된다. 그 다음 이러한 부품들을 제조하고 조립하는 방법을 설명해야 할 것이다. 점화전은 어디에서 작동하는지? ‘핸들’을 어떻게 부착시키는지? 이 모든 정보를 읽는 사람이 될 수 있는 대로 오해하지 않도록 아주 정확하게 기록해야 할 것이다. 그가 지시서를 엄밀히 따름으로써 완벽하고 온전한 기능을 발휘하는 자동차를 조립할 수 있어야 한다. 필요하게 될 상세한 지시서의 ‘페이지’ 수를 상상해 보라.

이제 그 단 하나의 인간 세포에 관해 다시 생각해 보자. 인간의 몸은 자동차보다 훨씬 더 복잡하지만, 성서가 말하는 대로, “다 기록이 되”어 있다. (시 139:16) 창조주께서는 하나의 조그마한 세포 속에 전체 청사진을 마련하셨다. 세포는 어디에 이 거대한 양의 정보를 저장하는가?

이 모든 정보는 DNA(‘디옥시리보’ 핵산)라고 불리는 물질 속에서 발견된다. 대부분의 DNA는 핵으로 알려진 세포 내의 한 구획 속에 위치해 있다. 인간의 핵 속에는 46개의 염색체가 있다. 이들 염색체는 본래 DNA로 이루어진 아주 길고 가는 가닥들이다. 그 가닥들은 3백만 내지 4백만개의 유전자 속에 든 필요한 모든 정보를 DNA의 연쇄 속에 저장하기 때문에 매우 길다.

놀라운 DNA

DNA의 폭은 겨우 0.0000002‘센티미터’ 정도에 불과하다. 그러나, 단 하나의 인간 세포 속에 있는 DNA 가닥의 총 길이는 1.74‘미터’나 된다. 각 유전자는 길이가 약 0.00003‘센티미터’ 되는 조그마한 마디이다. 완전한 인간 몸을 만드는 데 필요한 모든 정보가 길이가 1.8‘미터’도 채 안 되고 폭이 겨우 500만 분의 1‘센티미터’ 밖에 안 되는 가닥들에 저장되어 있다는 것을 상상해 보라!

믿기 어렵게도, 이 1.74‘미터’의 DNA가 폭이 겨우 0.0001‘센티미터’ 정도 밖에 안 되는 핵 속에 들어 있다! 우리는 DNA를 폭이 600배 넓은 0.06‘센티미터’의 실로 상상해 봄으로써 그것이 얼마나 놀라운 것인가를 더 쉽게 이해할 수 있다. 이 척도로는 핵은 직경 약 30‘센티미터’의 공이 될 것이다. 이 공에는 총 530‘킬로미터’의 길이의 실이 들어 있는 것이 될 것이다! 인간 몸의 유전학적 복잡성을 이해하기 위하여, 530‘킬로미터’를 걸으며 약 12.7‘센티미터’ 마다 새로운 유전자를 보고 있는 자신을 마음에 그려 보라.

정렬시키는 문제

어떻게 이 모든 DNA가 세포 핵 속에 정렬되어 있는가? 세포는 그 DNA를 따라 유전자를 “해독”함으로써 그 “청사진”에 문의할 수 있어야 하기 때문에, 이들 가닥들은 단순히 조그마한 핵의 공간에 다져 넣어져서는 안 된다. 아주 길고 가는 가닥들이 많기는 하지만, 어떤 가닥도 다른 가닥과 엉키게 할 순 없다. DNA는 아주 잘 배열되어 있기 때문에 어느 가닥의 작은 마디도 필요할 때 언제든지 속히 그리고 쉽게 “해독”될 수 있다.

DNA 청사진은 세포에게 매우 중요하다. 세포가 분열할 때, 두개의 새로운 세포는 각각 자신의 청사진을 필요로 할 것이다. 이것은 세포가 분열할 수 있기 전에 복제된 유전자 한벌을 만들기 위하여 모든 DNA가 복사되지 않으면 안 된다는 것을 의미한다. DNA가 주의깊이 복사된 후에, 가닥들은 스스로 이리저리 휘감겨 매우 밀도 높은 다발들이 된다. 세포가 분열함에 따라, 이 다발들은 새로운 두 개의 세포 사이에서 동등하게 나뉘어 각각 동일한 청사진을 받게 된다. 일단 새로운 세포 내부에서 다발들은 풀린다. 이 모든 조작이 매우 세심한 방법으로 수행되기 때문에 가닥의 어떤 부분도 즉 극히 중요한 유전자 어느것도 우연히 얽히거나 부러지거나 분실되지 않는다. 그런데다 이러한 과정이 DNA의 길이의 조그마한 부분의 길이에 불과한 세포 핵 내부에서 일어나는 것이다. 참으로 놀라운 설계술이다!

경외감을 일으키는 불가사의

세포와 그 DNA의 다른 많은 특징들이 과학자들에게 신비로 남아 있다. 성인들에게는 각각 독특한 모양과 크기를 가진 90 내지 100가지의 서로 다른 형태의 세포들이 있으며, 각각 서로 다른 임무를 수행하도록 세분화되어 있다. 인체의 거의 모든 세포에 동일하게 복사된 DNA 가닥들이 들어 있는데, 왜 어떤 세포들은 피부 세포가 되며 다른 세포들은 근육, 신경 혹은 뼈 세포가 되는가? 바꿔 말해서, 세포는 어느 부분의 DNA를 “해독”하고 언제 그것을 “해독”해야 하는지를 어떻게 아는가?

세포와 그 DNA에 대한 생각에 잠기다 보면, 우리는 이 불가사의한 것을 설계하신 분인 여호와 하나님의 창조 능력과 지성에 경외감을 느끼게 된다. ‘욥’처럼, 우리는 감동을 받아 이렇게 말하게 된다. “주께서는 무소불능하시오며 무슨 경영이든지 못 이루실 것이 없는줄 아[나이다.]”—욥 42:2.

[19면 삽화]

1953년에 생물학자 ‘프란시스 크릭’과 ‘제임스 와트슨’이 제작한 DNA 분자의 모형