미스테리 끄새

youtu.be/-_kPC61FEvA 에디아카라는 지구의 진화 역사에서 매우 중요시되는 지표이다. 선캄브리아기의 화석이 다수 발견된 호주 에디아카라(Ediacara) 지역에서 발견되는데 과학자들은 이 시기를 6억3500만 년 전부터 5억4000만 년 전까지 이어진 조용하고 목가적인 시기로 묘사했다. 그러나 최근 연구에 의하면 이 당시 살았던 유기체들이 매우 역동적으로 살았다고 추정한다. 에디아카라는 껍질이나 뼈를 만드는 능력이 생기기 전 즉 껍질이나 뼈가 없었기 때문에 이들 화석이 현재까지 남아있는 경우가 많지 않으며 특히 그들이 움직이며 활동했다는 증거를 찾지 못했다. 그러므로 학자들은 거의 모든 에디아카라들이 떠돌아다니는 해파리 비슷한 몇 가지 유기체를 제외하고 해저의 한 곳에 고정된 채 살았으리라는..

youtu.be/eBf40phyKXA 학자들은 문지방을 넘은 지구의 생명체는 지구가 태양계에서 태어난 지 대체로 10억 년이 지난 시기에 태어난 것으로 추정한다. 약 35억 년 전이다. 다윈의 진화론에 의하면 인간의 선조는 약 35억 년 전에 지구에 태어났다는 것을 의미한다. 학자들은 지구의 생명체가 지구의 나이에 비해 매우 느리게 진화했다고 생각한다. 이 기간에 원핵생물이 출현했고 약 27억 년 전 남세균(시아노박테리아)이 출현하여 광합성이 시작되었으며 약 21억 년 전에 진핵생물이 등장했다. 이후 약 10억 년 전에 비로소 다세포생물이 출현했다. 다세포생물은 이름 그대로 여러 세포로 구성된 생물로 세포와 세포 사이에 세포벽도 있다. 초기 다세포생물은 같은 형태의 세포들이 모인 집합체에 가까운데 나중에..

youtu.be/NleEzz_3NfE 생명의 나무가 여러 가지로 변화되는 것이 당연한 일이지만 앞에서 거론된 모든 것을 종합하는 새로운 형태가 제시되기 시작했다. 근래의 생명의 나무는 '생명의 세 번째 왕국'까지 등장한다. 한마디로 '아르케이아'가 독립적으로 그려지는 것이다. 워즈는 이를 '빅 트리(big tree)'로 다루었다. 그는 170종이 넘는 유기체들의 분자 서열로 검토하여 1980년 「원핵생물의 계통」이란 논문을 발표했다. 그의 논문 주제는 세 가지이다. ① 진화에 16S rRNA가 중요한 역할을 했다. ② '원핵생물'은 의미 없는 분류이므로 대신 박테리아, 아르케이아, 진핵생물로 분류했다. ③ 린 마굴리스의 내공생이 옳았다. 여기에는 미토콘드리아와 엽록체가 된 박테리아가 포함된다. 이것은 다..

youtu.be/x0RHq9euEdk 분자 수준에서 진화 즉 ‘생명의 나무’를 연구하는데 결정적인 역할을 한 것은 DNA가 이중나선이라는 것을 발견한 프랜시스 크릭이 제안한 것으로부터 출발했다 해도 과언이 아니다. 그는 뉴클레오티드 염기의 네 개의 알파벳 A,C,G,T에서 어떻게 모든 단백질이 조립될 수 있느냐에 의문을 보냈다. 그는 이를 1957년, 런던 대학교에서 열린 실험생물학회의 연례 심포지엄에서 발표했고 1년 후 「단백질 합성에 관하여」라는 논문으로 자신의 생각을 발표했다. 크릭이 왓슨과 함께 DNA가 이중나선을 발견한 1953년에서 단 4년 후로 이 논문은 생물학의 이론적 근거를 바꿀 수 있는 파괴력을 갖고 있다고 평가되어 심지어 뉴턴의 『프린키피아』와 비교될 정도였다. 그는 이 논문에서 DN..

youtu.be/crseg5daOwM 유전자 분야의 획기적인 발전 즉 생명체의 기원에 대한 정보가 축적되자 다윈이 그린 생명의 나무에 많은 학자들이 도전했다. 생명체의 신비를 가장 쉽게 이해할 수 있는 단서가 되기 때문이다. 장구한 생명체의 역사를 거슬러 올라간다. 생명의 기원을 연구하는 학자들은 지구에서 일단 생명체가 태어난 이후 몇 가지 중요한 4단계를 거쳐 궁극적으로 현재의 인간이라는 동물이 태어날 수 있었다고 설명한다. 이들 각 단계의 세부사항과 상대적 중요성, 정확한 순서는 아직까지 격렬한 논쟁의 대상이지만 유기물의 합성, 중합체 합성, 세포막 그리고 자기 복제 능력이다. 자기 복제 능력이 중요하다는 것은 일단 태어난 생명체는 반드시 죽는다는 것이다. 인간의 1세대를 과거처럼 대체로 20년으로 ..

youtu.be/GjmoazBB2Yk DNA 복제, 전사가 정확하게 일어나기 위해서는 염기쌍 형성이 확실하게 일어나야 한다. 그런데 이들 과정에서 실수가 일어나는데 그 실수의 결과는 DNA만 유전될 수 있기 때문에 가장 심각하다. 앞에서 다소 설명했지만 이들 중 유전정보에서 유전할 수 있는 변화를 돌연변이(mustation)이라 한다. 단세포 생물에서 일어나는 어떤 돌연변이는 세포가 분열할 때 딸 세포로 전달된다. 다세포 생물에서는 유전의 틀에서 두 가지 일반적인 형태로 돌연변이가 일어난다. 첫째는 체세포 돌연변이(somatic mustation)로 배우자가 아닌 몸의 세포에서 일어난 것이다. 이들 돌연변이는 유사분열 후에 딸세포에, 그리고 차례대로 이들 세포의 자손에 전해진다. 예를 들어 단 하나의 피..

youtu.be/E3EtSqzbu8Y 생명체에서 유전정보가 제대로 발현되기 위해서는 DNA의 유전정보가 RNA로 전사된 후 이 유전정보에 담긴 대로 단백질이 합성돼야 한다. 만약 이런 일련의 과정이 정상적으로 작동하지 않으면 단백질 합성이 제대로 이뤄지지 않는다. 미국의 다트머스 대학교의 빅토르 암브로스 박사는 하등생명체의 일종인 꼬마선충의 발생과정에서 이러한 사실을 발견하고 sRNA가 특정 발생단계에서 발현돼 발생을 조절한다는 의미에서 stRNA(small temporal RNA)라고 이름을 붙였다. 이들 내용을 종합한 RNA 복제과정은 다음과 같다. DNA 복제에서 양친 분자의 두 사슬은 풀리고 각 사슬은 새로운 사슬에 대한 주형으로 행동한다. 전사에서 DNA는 RNA 합성을 위한 주형으로 작용할 수..

youtu.be/EBpqKfmn_C4 DNA에 얽힌 구조와 비밀이 어느 정도 밝혀지자 이제 학자들의 관심사는 DNA의 복제메커니즘의 해명으로 옮겨갔다. 결론을 먼저 말하면 실험을 통해 DNA가 단순한 기질과 효소를 포함하는 시험관 안에서 주형 사슬로부터 복제된다는 것이 밝혀졌다. 또한 정밀한 실험을 통해 이중나선의 각 사슬이 새로운 사실을 위한 주형으로 사용된다는 점이다. 그러므로 복제 패턴에는 다음과 같은 세 가지 패턴이 제시되었다. ① 반보존적 복제(semiconservative replication) 각 양친 사슬은 새로운 사슬의 합성을 위한 주형으로 작용하고 새롭게 형성된 두 개의 DNA 분자는 각각 하나의 옛 사슬과 하나의 새 사슬을 갖는다. ② 보존적 복제(conservative replica..

youtu.be/JaHjhW0BYh0 어느 정도 DNA와 RNA에 대한 성격이 규명되자 학자들은 DNA의 염기배열을 정확하고 신속하게 결정하는 방법으로 관심을 돌리기 시작했다. 이 연구가 중요한 것은 DNA 속에 들어 있는 유전 정보를 해독할 경우 유전자의 인위적인 조작이 가능하며 새로운 단백질을 합성시키거나 나아가 새로운 동물이나 식물을 탄생시킬 수 있기 때문이다. 그러나 이 연구는 시작부터 위기에 봉착했다. 그것은 작업량이 너무나 방대하여 쉽게 연구 결과를 얻어낼 수 없으리라는 좌절감 때문이었다. 평생을 걸려서라도 해석할 수 없는 연구 프로젝트라면 아무리 의욕이 넘친 학자라도 주춤하기 마련이다. 노벨상도 죽으면 수상할 수 없는 법이다. 그러나 인류사에 이럴 경우 매우 재미있는 예가 생긴다. 즉 아무리..

youtu.be/L10FDQGCfno 학자들은 우선 이들의 구조에 대해 규명 작업에 들어갔다. 미국의 홀리(Robert W. Holly, 1922〜1993)는 1964년에 알라닌이 부착된 운반 담당 RNA(tRNA)는 RNA의 약 15퍼센트 정도라는 것을 발표했다. 또한 tRNA의 분자는 세 잎 클로버와 같은 3개의 고리 구조를 가지고 있음을 밝혔다. 반면에 미국의 니런버그(Marshall W. Nirenberg, 1927〜2010)는 어떤 코돈(4개의 뉴클레오티드 중 나머지 3개의 염기로 구성된 배열)이 어떻게 특정한 아미노산과 일치하는가를 연구하였다. 코돈은 특정한 순서로 아미노산을 조립하는 일련의 명령을 담는데 세 개의 계속되는 뉴클레오티드가 한 개의 아미노산을 끌어오며, 그 작업이 원활하게 끝나면..