창조, 생물학의 기초(3) 세포막–최첨단 성벽
최우성, ACT뉴스 2014년 6월
‘세포’라는 말은 단순한 것의 대명사처럼 사용되고 있다. ‘종의 기원’을 통해 진화론을 세상에 소개했던 다윈 시대에는 더욱 그렇게 여겨지고 있었던 것이 사실이다. 그러나 실상은 이 세상에서 가장 복잡하고, 가장 정밀하고, 가장 효율적인 것이 세포다. 생물들은 1개의 세포가 한 생명체인 단세포 생물과 2개 이상의 세포로 이루어진 생명체인 다세포 생물로 구분을 할 수 있다. 이제 사람의 세포가 어떻게 생겼는지 성능이 좋은 현미경을 통해 들여다보기로 하자. 가장 먼저 최첨단 성벽과 같은 세포막을 만나게 된다.
세포에 필요한 성분들만 선택적으로 받아들여 세포의 내부 환경을 외부와 다르게 유지하는 역할을 하는 세포막은 한 국가의 경계를 둘러 싼 최첨단 성벽에 비유할만하다. 위 그림에서 보듯이 세포막의 기본 구성은 지방에 인(phosphate)이 붙어 있는 두 겹의 인지질(phospholipids) 막이지만 여러 가지 단백질과 당류(sugars)들이 복잡하게 결합되어 있거나 조합되어 있다.
두 겹의 인지질(phospholipids) 막은 효과적으로 안과 밖을 구분하게 되는데 그 이유는 인지질 자체의 성질에 달려 있다. 인이 붙어 있는 쪽은 전하를 띠어 전기적으로 극성이 강한 물과 잘 어울려 막의 외곽을 향하고 지질쪽은 물을 싫어하는 부분이라 막의 내부로 향하기 때문에 자연스럽게 막 안쪽과 바깥쪽이 구분이 되게 디자인 되어 있다(위 그림의 확대 부분).
세포막의 가장 중요한 기능은 세포가 필요한 것은 보존하고 필요 없는 것은 세포 밖으로 내보내는 것이다. 이런 물질의 출입을 위해 세포는 아주 정밀하고 특수한 문(gate)들을 가지고 있다. 그 중에는 수소 이온만 혹은 Na와 K 이온만 혹은 Ca 이온만 통과시키는 문, 당류만 통과시키는 문, 지방만 통과시키는 문 등 각종 특수하고 정밀한 문들이 있다. 이 문들은 대개 펌프처럼 에너지를 사용하여 특수한 성분들만을 세포 안으로 들여보낸다(왼쪽 그림).
세포막의 각 성분들은 목적 없이 그냥 붙어 있는 것이 없다. 예를 들면, 혈액형 A 형과 B 형의 차이는 세포막의 단백질에 붙어 있는 지극히 작은 당(sugar) 분자 한 개의 차이에 따라 결정된다(아래 그림). 세포가 얼마나 정밀하게 움직이는지를 볼 수 있는 한 예가 될 것이다.
이렇게 정밀하고 복잡한 기능을 가진 온전한 세포막은 아직까지 인공적으로 만들어진 적이 없을 뿐 아니라 가능성도 없어 보인다. 사실 엄밀하게 말하면 세포 자신도 그 세포막을 만들지 못한다. 기존에 존재하는 세포막을 확장시키고 두 개로 나뉘어 두 개의 세포가 될 뿐이다. 그러므로 현재 모든 생물체들이 가지고 있는 세포막은 사실상 새로운 것이 아니라 창조 때 기적으로 만들어진 세포막을 이용해 확대 재생한 한 것일 뿐이다.
두 겹의 인지질 막으로 이루어진 세포막을 지나 세포 안으로 들어가면 거기에 또 인지질 막으로 둘러싸인 세포 내부의 다양한 방들이 존재한다. 이 중에는 세포막처럼 두 겹의 인지질 막으로 둘러싸인 다양한 방들 - 핵, 미토콘드리아, 골지체 –이 있고 한 겹의 인지질 막으로 된 방들 – 라이소솜, 퍼옥시좀 등-도 있다. 이 방들에는 세포막 안의 세포질과 구별 되어 각각 정보처리, 발전소, 물류 센터로 그리고 쓰레기 처리, 방역 등의 기능들이 수행되고 있다.
세포막으로 둘러싸인 세포를 보면 지휘자도 없는데 가장 복잡한 곳에서 가장 정밀하게 그리고 가장 효율적으로 움직이고 있다. 모든 것이 자동화 되어 있고 최적화 되어 있다. 사람이 만든 어떤 시스템보다 정교한 작품이다. 이런 놀라운 세포들을 연구하였던 파스퇴르는 “깜짝 놀랄 하나님의 손길”이라고 말했다. 그의 고백처럼, 과학이 더욱 발달하면 할수록 우리는 더욱 더 놀라운 창조자의 손길을 보게 된다. 그러나 이 창조자의 성품과 능력(로마서 1:20)을 볼 수 없게 만드는 것이 있는데 창조 세계에서 창조자를 제외해 버린 어두워진 마음이다(로마서 1:20-23).
