제목 영원한 생명은 영원할 수 없다 글쓴이 신상구 날짜 2024.09.03 16:25


                   영원한 생명은 영원할 수 없다


박권 고등과학원 물리학부 교수

  우리는 영원히 살 수 있을까? 우리 몸을 이루는 세포는 DNA 복제를 통해 분열함으로써 자신과 똑같은 더 젊은 세포를 만들어 낼 수 있다. 우리가 늙어 죽는 것은 우리 몸을 구성하는 세포가 어느 순간 더 이상 분열하지 못하기 때문이다. 그렇다면 세포는 왜 더는 분열하지 못하는 것일까? 답은 DNA 복제에 있다.

                                                                  우리 몸의 설계도인 DNA
  DNA는 기본적으로 수소·탄소·질소·산소·인으로 이루어진 이중 나선 구조의 사슬이다. 조금 더 구체적으로, 당과 인산이 이중 나선 구조를 지탱하는 두 가닥의 뼈대를 만들고, 그 안쪽으로 아데닌·타이민·구아닌·사이토신이라는 네 가지 종류의 염기들이 수소 결합을 통해 두 가닥의 뼈대 사이를 마치 사다리처럼 연결한다. 염기들이 서로 결합하는 방식에는 정확한 규칙이 있다. 만약 이중 나선 구조의 한 뼈대에 아데닌(A)이 붙어 있다면 다른 뼈대에는 반드시 타이민(T)이 붙어 있어야 서로 결합할 수 있다. 비슷하게, 만약 한 뼈대에 구아닌(G)이 붙어 있다면 다른 뼈대에는 반드시 사이토신(C)이 붙어 있어야 한다. 예를 들어, 이중 나선 구조의 한 뼈대에 염기 서열 AATGCTAGGCTC…이 붙어 있다면 다른 뼈대에는 그것과 딱 맞게 결합할 수 있는 염기 서열 TTACGATCCGAG…이 붙어 있어야 한다. 우리 몸의 설계도인 유전 정보는 DNA의 염기 서열에 담겨 있다.

「 늙어죽는 건 세포 분열 못하는 탓
텔로미어 짧아지면서 복제 중단
바닷가재, 텔로미어 유지돼 장수
껍질 탈피 어려워져 결국은 사망

  DNA 복제는 다음과 같이 진행된다. 우선, 헬리케이스(helicase)라는 효소가 DNA 복제 원점이라는 특정한 영역에 붙어 마치 지퍼를 풀어 당기듯이 DNA를 두 가닥으로 풀어낸다. 이때 풀어진 각각의 가닥에는 ‘단일 가닥 결합 단백질’이 붙어 이중 나선 구조로 재결합하는 것을 막는다. 그다음, 각각의 가닥에 프라이머(primer)라는 짧은 염기 서열이 붙고 그 자리를 기준으로 DNA 중합효소(polymerase)가 염기 서열을 복제하기 시작한다. 염기 서열의 복제가 끝나면 처음 DNA와 동일한 2개의 DNA가 얻어진다.

수명을 결정하는 텔로미어

인공지능(AI) 이미지 생성기 ‘달리(DALL·E)’를 이용해 그린 바닷가재. 텔로미어가 짧아지지 않아 원칙적으론 영원히 살 수 있다.
   자, 그럼 늙어 죽지 않기 위해서는 텔로미어를 길게 유지하면 되는 것 아닌가? 맞다. 우리 몸에는 소모된 텔로미어를 복원해 그 길이가 일정하게 유지되도록 만들어 주는 효소가 있다. 그 효소의 이름은 텔로머레이즈(telomerase)다. 하지만 불행히도 텔로머레이즈는 배아의 줄기세포에서만 활성화되고 어른이 된 후에는 활동을 멈춘다. 따라서 우리는 늙어 죽게 된다. 그런데 놀랍게도 텔로머레이즈가 계속 활동해 원칙적으로 영원히 살 수 있는 생명체가 실제로 존재한다. 그 생명체는 바로 바닷가재다. 물론 바닷가재가 정말 영원히 살 수 있는 것은 아니다. 우선, 바닷가재는 포식자에게 잡혀먹힐 수 있다. 이 가능성을 제외하고도 바닷가재에게는 노화보다 더 잔인한, 피할 수 없는 죽음이 다가온다. 단단한 껍데기를 가지고 있는 바닷가재는 주기적으로 탈피해야 한다. 하지만 너무 오랫동안 성장한 바닷가재는 지나치게 단단해진 자신의 껍데기를 부수고 나올 수 없다. 결국 바닷가재는 모든 에너지를 소진한 후 자신의 껍데기 안에서 압사당하게 된다.

                                  복제 오류와 암, 그리고 엔트로피

  인간은 먹이 사슬의 최상위에 있으며 탈피도 하지 않는다. 그럼 인간은 텔로머레이즈를 이용해 영원한 생명을 얻을 수 있을까? 불행히도, 그렇지 못하다. 텔로미어를 인위적으로 길게 유지하면 DNA 복제가 무제한 일어날 수 있다. 하지만 모든 복제에는 언제나 오류가 발생한다. DNA 복제 오류는 암으로 바뀔 수 있다. 텔로머레이즈는 암을 일으키는 것으로 지목되고 있다. 그럼 DNA 복제 오류를 줄이면 되지 않을까? 충분히 많은 에너지를 쏟아붓는다면 우리는 과학을 통해 어느 정도까지 DNA 복제 오류를 줄일 수 있을 것이다. 하지만 여기도 한계가 있다. 마치 바닷가재가 껍데기를 부수기 위해 모든 에너지를 소진하듯이 인간도 DNA 복제 오류를 줄이기 위해 모든 에너지를 소진하게 될 것이다. 이것은 이길 수 없는 싸움이다. 열역학 제2 법칙, 즉 엔트로피 증가의 법칙에 따르면, 생명과 같이 질서정연한 상태를 영원히 유지하는 것은 불가능하기 때문이다. 하지만 실망하지 마라. DNA 복제 오류가 꼭 나쁜 것만은 아니다. 생명은 DNA 복제 오류, 즉 돌연변이를 통해 진화한다. 개별 인간은 늙어 죽지만 전체 인류는 더 나은 모습으로 진화할 수 있다.

                                                <참고문헌>

  1. 박권, "영원한 생명은 영원할 수 없다", 중앙일보, 2024.9.2일자. 26면. 










시청자 게시판

2,426개(2/122페이지)
시청자 게시판
번호 제목 글쓴이 조회 날짜
공지 <시청자 게시판> 운영원칙을 알려드립니다. 박한 118397 2018.04.12
2405 한반도 공룡 발자국 신상구 395 2024.11.20
2404 대전국제사진축제 신상구 222 2024.11.20
2403 <특별기고> 제85회 순국선열의 날의 유래와 국가기념행사 현황 사진 신상구 220 2024.11.19
2402 80년대 운동권의 성전 '전환시대의 논리' 50년 이어진 오류와 왜곡 사진 신상구 226 2024.11.18
2401 조선 독립만세 외친 이들 위해 기도하고 기록했던 美선교사 신상구 223 2024.11.18
2400 증언으로 재구성한 종량제 30년 신상구 292 2024.11.17
2399 조선시대 과거제도 신상구 647 2024.11.17
2398 배재학당과 벧엘 예베당을 세운 아펜젤러 선교사의 생애와 업적 사진 신상구 334 2024.11.17
2397 벼슬 멀리한 장인, 연암이 과거 포기하자 오히려 기뻐해 신상구 262 2024.11.17
2396 한국문학과 세계문학을 연결고리 한강문학 신상구 237 2024.11.15
2395 원불교 명상법 신상구 277 2024.11.14
2394 한충원 목사가 최근 조카 한강에게 보낸 장문의 공개 편지 신상구 256 2024.11.14
2393 AI 3대 강국 도약, 속도가 관건이다 신상구 266 2024.11.13
2392 휴머노이드 로봇 신상구 246 2024.11.13
2391 K-문학 원조 충청 여성문인 세상에 알릴 것 신상구 225 2024.11.12
2390 벽사(碧史) 한영숙(韓英淑)의 생애와 업적 신상구 247 2024.11.12
2389 노벨문학상 끝이 아닌 시작, 문학번역원 대학원 설립 추진 신상구 204 2024.11.11
2388 성심당 경영학 사진 신상구 235 2024.11.10
2387 성만으로는 덕이 될 수 없다 신상구 231 2024.11.10
2386 순국선열의 날도 반쪽, 광복회 별도 행사열 것 사진 신상구 221 2024.11.10