교과서와 기원문제 시리즈(5) 단백질은 우연한 화학반응으로 만들어질 수 없다
노휘성(과학교사), ACT뉴스 2015년 11월
헤모글로빈의 입체구조
세포에서 인간의 몸에 이르기까지 모든 생명체의 구성과 생체 내 반응들은 수많은 종류의 단백질에 의존된다. 재료는 20가지의 아미노산인데, 특정한 순서로 수십~수백 개의 아미노산들이 결합하면 셀 수 없이 다양한 기능을 갖는 단백질이 되는 것이다. 머리카락을 이루는 케라틴, 섬유조직을 구성하는 콜라겐과 엘라스틴에서부터 뼈, 연골, 근육, 표피 등 우리 몸 대부분을 구성한다. 그 외에도 세포에 산소를 운반해주는 헤모글로빈, 인슐린과 아드레날린과 같은 호르몬, 모든 생체반응에 관여하는 효소들, 병균을 막아주는 항체들, 뇌에서 신경전달 물질을 받아들이는 수용체들, 눈의 망막에서 광자(photon)를 인식하는 로돕신 등 이루 헤아릴 수 없이 그 종류와 기능이 다양하다. 사람을 이루는 단백질의 종류가 약 10만 가지 정도 된다고 한다.
이 수많은 단백질들이 어떻게 생긴 것일까? 어떻게 고유한 기능을 갖는 것일까? 진화론자들은 단백질들이 우연히 생겨났다고 믿고 있다. 아미노산이 풍부하게 농축된 유기 수프 같은 뜨거운 바닷물에서 아미노산들이 길게 연결되는 중합반응이 일어나 원시 단백질(프로테노이드)이 생성되었다고 설명한다. 우리는 이미 아미노산이 실험실에서 만들어질 때, 지구의 조건과 다른 전제 하에 인위적인 과정을 거쳐야 하며, 생명체에 사용될 수도 없는 결과임을 살펴보았다. 아미노산은 저절로 만들어지지 않는다. 그럼에도 불구하고, 진화이론은 그 다음 단계로 점프하여 아미노산들이 자연적으로 수십~수백 개씩 연결되어 폴리펩타이드 구조가 형성될 수 있다는 설명으로 넘어간다. 교과서의 진술을 보자.
과학자들은 아미노산의 중합 반응이 뜨겁고 건조한 화산의 가장자리나 뜨거운 원시 바다에서 쉽게 일어날 수 있었을 것이라고 설명하였다.(중략) 이렇게 형성된 프로테노이드는 단백질 분자의 전 단계라고 할 수 있고, (중략) 이렇게 결합 반응에 의해 크고 복잡한 분자가 형성된 후 이들이 스스로 입체 구조를 형성하여 신체의 구성성분이나 물질대사를 촉매하는 효소 등 생명체에 필요한 일을 담당하였다.(1)
여기서 다시 새로운 전제가 등장하였음을 알 수 있는데, 지구 초기 바다가 아미노산이나 핵산 등이 농축되어 수프처럼 걸죽한 상태였을 것이라는 가정이다. 또 하나, 아미노산이 중합되려면 활성화 에너지가 충분히 필요하기 때문에 바닷물이 매우 뜨거웠을 것이라고 전제하고 있다. 물론 이런 전제는 확인하거나 재현할 수 없는 가정들이며, 실현 가능하지도 않다.
세상에서 아미노산들이 길게 연결되는 일이 쉽게 일어나는 곳은 단 한 곳 밖에 없다. 세포 안에서이다. 그 외 어디서도 아미노산이 아무리 많이 주어질지라도 저절로 중합되어 단백질과 같은 복잡한 고분자 덩어리로 연결되지 않는다. 심지어 실험실에서조차 정제된 아미노산을 수 시간동안 인위적인 고온(170℃)에서 가열해야 겨우 중합체를 얻을 수 있으며, 시간과 조건을 잘 맞추지 않으면 고온에서 모두 파괴되고 만다. 더더욱 심각한 문제는 이렇게 실험실에서 중합된 유사 단백질은 라세미 화합물일 뿐 아니라 특정 순서로 배열된 것도 아니어서 생명체에 사용되는 구조와 기능을 갖추지 않는다는 점이다.
인슐린의 입체구조
아미노산이 저절로 길게 결합되는 일이 자연에서 일어나지도 않지만, 독특한 기능을 하는 수만 종의 단백질들이 하나의 생명체 안에서 조직적으로 자기 역할을 수행해 낸다는 것은 결코 우연의 산물일 수 없다. 게다가 최근에는 이 단백질들이 독특한 입체구조 – 3차원 구조를 가지고 있으며, 이 구조가 각각의 고유한 기능과 밀접한 관계가 있다고 밝혀지고 있다.(2) 이러한 일은 물질들을 질적인 차원에서 매우 치밀하고 방대하게 조직화하는 고도의 정밀한 시스템이 없이는 불가능한 일이다. 물론 이러한 시스템은 설계의 산물이다.
예수님은 첫 번째 표적으로서 물을 아주 맛 좋은 포도주로 만드셨다. 이러한 일은 예수님이 물질의 구성 요소를 아시고, 구조를 파악하고 계시며, 또한 그 질적인 변화를 순간적으로 일으킬 초월적인 능력을 가지신 창조주이심을 나타내 보인다. 우리는 예수님께서 물질세계를 다스리는 이러한 기적을 읽을 때와 창세기 1장에서 모든 동물들을 종류대로 만드신 기사를 읽을 때 전혀 충돌을 느끼지 않는다. 왜냐하면, “만물이 그로 말미암아 지은 바 되었기”(요 1:3) 때문이다. 더불어 모든 동물을 종류대로 만드실 때, 물질세계를 통치하시는 그분의 명령에 따라 몸을 구성하는 수많은 단백질 분자들과 그것을 만들어내는 정교한 시스템이 즉각 갖춰졌음을 인정하게 되는 것이다.
[1] 안태인 외 11인(2011), 고등학교 과학, 금성출판사, p.122
