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2015년 노벨 화학상으로 부각된
세포의 DNA 손상 복구 메커니즘은 진화론을 거부한다.
(2015 Nobel Prize Highlights Cell Repair Mystery)
Brian Thomas

    2015년 노벨 화학상은 스웨덴의 토마스 린달(Tomas Lindahl), 미국 듀크 의과대학의 폴 모드리치(Paul Modrich), 터키 태생의 노스캐롤라이나대의 아지즈 산자르(Aziz Sancar) 등 3명에게 돌아갔다. 그들의 연구 업적은 세포 내의 DNA가 어떻게 자신의 손상을 회복하는지에 관한 복구(수선) 메커니즘을 규명한 것이었다.[1] DNA 복구 메커니즘(DNA repair mechanisms)은 우리를 살아있게 만들어주며, 세포가 어떻게 작동되고 있는지, 그리고 재앙적인 많은 돌연변이들을 어떻게 막아내고 있는 지에 관한 우리의 이해를 증진시키고 있었다. 이들 세 명의 연구로 분명해진 것은, 세포들은 항상 DNA 복구 메커니즘을 사용해왔었다는 것이다. 따라서 아직 합리적인 해결책을 발견하지 못하고 있는 진화론적 미스터리는 더욱 심각해지고 있음을 의미한다.

이들의 선구적 연구는 주로 1970년대와 1980년대에 이루어졌고, 거대한 연구 분야가 새롭게 등장하도록 하는 문을 열었다. 전 세계의 연구자들은 새로운 효소들(new enzymes), 통신 네트워크(communication networks), 그리고 피드백 프로토콜(feedback protocols), 세포 서브루틴(cellular subroutines) 등을 포함하여 DNA 보호 목적의 모든 요소들을 발견하는 것을 계속해왔다. 이와 같은 복잡하고 정교한 메커니즘들은, 지구상의 동식물들을 구성하고 있는 모든 세포들에서 일어나고 있다. 그렇지 않다면, 세포 내의 DNA는 들어있던 중요한 정보들을 잃어버렸을 것이기 때문이다.

린달, 모드리치, 산자르에 대해서, 캘리포니아 대학의 앨런 애쉬워스(Alan Ashworth)는 AP 통신에서 이렇게 말했다. ”이들은 정말로 이 분야의 아버지들이다.”[2]
 
1970년대에, 토마스 린달은 세포핵의 보호적 환경을 밝혀내기도 했다. DNA는 너무도 많은 손상을 입고 있어서, 사람의 생명이 다음 세대로 이어지는 것이 불가능해보일 정도였다. 물(water)은 DNA를 분해한다. 그리고 많은 파괴적인 화학반응들은 차가운 환경보다 따뜻한 온도의 체내에서는 더 활발하게 일어난다. 그때 린달은 우리가 계속 존재할 수 있도록 해주는 유일한 방법은 DNA 복구 메커니즘을 통한 것이라고 이해했다.

그러나 사람이 생존하는 데에 있어서, 복구효소(repair enzymes) 혼자만으로는 충분하지 않다. 그 복구효소가 언제, 어디에서 필요한지를 알려주는 다른 시스템이 필요하다. 그래서 산자르는 UV 방사선에 의해서 손상된 DNA를 제어하고 있는 핵심 세포 네트워크의 지도를 만들었다. 그 이후 과학자들은 일부 효소들이 DNA 손상 부위를 찾을 수 있도록 위치(표시)하는 놀라운 수단을 포함하여, 모든 종류의 세포들에서 작동되고 있는 다른 프로토콜(protocols, 통신규약)들을 발견해왔다.

한 종류의 효소는 DNA 루프 아래로 전자(electron) 하나를 내보낸다.[3] 그 전자가 되돌아온다면, 그 DNA는 완전하다는 것을 의미한다. 전자가 돌아오지 않는다면, 그것은 DNA의 특정 부위 내의 어느 곳에서 손상이 일어났음을 의미하는 것이다. 그 경우에, 그 효소는 관련된 단백질이 손상부위를 찾아가 접촉하게 하여, 정확한 화학적 땜질(patchwork)을 진행한다.

성인의 성숙세포에서 발생하는 돌연변이들을 복구하는 일은 암과 다른 질병에 걸리지 않도록 해주며, 개체의 수명을 연장한다. 그러나 배아발달 동안의 세포분열 시에 발생하는 돌연변이들은 어떻게 될까? 모드리치는 배아 세포분열 동안에 발생하는 DNA 손상을 복구하는 메커니즘을 발견했다.

노벨상위원회는 세포가 어떻게 DNA 손상을 복구하는 지를 이해하도록 해준 이들 세 명의 화학자들에게 노벨상을 수여했지만, 그러나 이러한 복구 시스템의 이해는 진화생물학의 수수께끼를 더욱 심각하게 만들었던 것이다. 즉, 처음부터 존재했음에 틀림없는 DNA 복구 시스템은 다른 종류의 생물로 진화해 나가는 데에 필요한 매우 많은 돌연변이들을 제거해버렸을 것이라는 것이다.[4]

그리고 이러한 DNA 복구 시스템은 또 다른 진화론적 미스터리를 생겨나게 하고 있었다. 최초의 DNA 복구 시스템은 어떻게 진화될 수 있었는가? 복구 시스템이 아직 생겨나있지 않은 세포는 지속적으로 손상을 입고 있었을 텐데 말이다. 수십 년 동안 제기되어 왔던 이 질문은 여전히 대답되지 않고 있는 것이다.

DNA 복구 시스템은 세포로 이루어진 생명체에서 필수적이며, 에너지 생산, 전송 시스템, 효소 공장, 이들 모두를 특화하고 있는 유전정보 등과 같은 거대한 ‘모두 아니면 무(all-or-nothing)’의 세포 과정들과 통합되어 있다. 따라서 이러한 요소들은 모두 한꺼번에 동시에 존재해야만 작동된다. 방향도 없고, 목적도 없는, 무작위적인, 자연적 과정을 통해서, 하나씩 하나씩 우연히 점진적으로 모여서는 결단코 존재할 수 없는 것이다. 대신에 DNA 복구 시스템은 최초의 세포에서부터, 목적을 가지고, 완전히 기능하도록, 설계되어있었음에 틀림없는 것이다.


References
1. 2015 Nobel Prize in Chemistry: Trio win for work on DNA repair. CBC News. Posted on cbc.ca October 7, 2015, accessed October 28, 2015.
2. Ritter, K., and M. Ritter. Trio wins Nobel Prize for mapping how cells fix DNA damage. Associated Press. Posted on bigstory.ap.org on October 7, 2015, accessed October 28, 2015.
3. Eriksen, K. A. 2005. Location of DNA damage by charge exchanging repair enzymes: effects of cooperativity on location time. Theoretical Biology & Medical Modeling. 2: 15.
4. One recent evolutionary model revealed that worms could not have evolved into people, for example, without somehow first disabling their own DNA repair systems. See DeJong, W., and H. Degens. 2011. The Evolutionary Dynamics of Digital and Nucleotide Codes: A Mutations Protection Perspective. The Open Evolution Journal. 5: 1-4.

Neo-Darwinism's defenders would probably argue that enough mutations slip through cellular DNA repair systems to make evolution work, but they bear the burden of proof to perform lab experiments that demonstrate how these mutations, known to cause thousands of different diseases, could construct a single new, useful cellular tool—let alone enough new, useful cellular tools to transform an ape into a human.


*관련기사 : 노벨화학상 'DNA 복구 메커니즘' 규명 린달 등 3명 공동수상
http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2015/10/07/0200000000AKR20151007190853009.HTML
(2015. 10. 7. 연합뉴스)

노벨 화학상, DNA 복구 과정 밝힌 3명 공동수상
http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2015/10/07/2015100704056.html
(2015. 10. 7. 조선일보)

노벨화학상 ‘DNA 복구원리’ 밝힌 3명 공동수상
http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/711951.html
(2015. 10. 7. 한겨레)

출처 : ICR News, 2015. 11. 12.
URL : http://www.icr.org/article/8998
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. DNA 수선은 팀웍을 필요로 한다. : DNA 사슬간 교차결합의 수선에 13개의 단백질들이 관여한다. (DNA Repair Requires Teamwork)
2. DNA 복구 효소에서 발견된 극도의 정밀성 (Utmost Precision Found in DNA Repair Enzyme)
3. DNA 수선 기작의 놀라운 조화 (DNA Repair Is Highly Coordinated)
4. 유전자 고속도로의 손상을 수리하는 분자 로봇들. (Robotic Pothole Crew Keeps Your Genetic Highways in Good Repair)
5. 세포가 어떻게 DNA의 오류를 수정하는지는 아직도 신비이다. (How Cells Proofread DNA Is Still Mysterious)
6. 세포 안에서 재난 복구 계획이 발견되었다. (Disaster Recovery Plan Found in Cells)
7. 가장 간단한 미생물도 생각보다 훨씬 더 복잡했다. : 마이코플라즈마는 200 개의 분자기계들과 689 개의 단백질들을 만드는 유전자들을 가지고 있었다. (Simplest Microbes More Complex than Thought)
8. 사람 유전체는 4차원의 세계로 되어 있다. (Human Nucleome Reveals Amazing 4D World)
9. 3차원적 구조의 DNA 암호가 발견되다! : 다중 DNA 암호 체계는 진화론을 기각시킨다. (Three-Dimensional DNA Code Defies Evolution)
10. RNA 편집 : 새로운 차원의 초고도 생물복잡성 (RNA Editing: Biocomplexity Hits a New High)
11. 유전자의 이중 암호는 진화론을 완전히 거부한다. : 중복 코돈의 3번째 염기는 단백질의 접힘과 관련되어 있었다. (Dual-Gene Codes Defy Evolution...Again)
12. 선도적 과학자들이 진화론을 비판하다. 3부. : 세포 내의 유전정보는 증가되지 않고, 소실되고 있다. (Powerhouse of Scientists Refute Evolution, Part Three)
13. 섬모충의 유전체는 극도로 복잡했다. 2 : 유전체의 스크램블링과 암호화는 진화론을 거부한다. (Genome Scrambling and Encryption Befuddles Evolution)
14. 기능을 하지 못하는 중간체의 문제 : 진화론의 근본적인 결함 (The Problem of Nonfunctional Intermediates : Evolution's fundamental flaw)
15. 진화의 3R : Rearrange(재배열), Remove(제거), Ruin(파괴) - 다시 말해서, 진화는 없다! (The 3 Rs of Evolution : Rearrange, Remove, Ruin)
16. 암 연구는 무심코 진화론의 기초를 붕괴시키고 있었다. : 돌연변이의 축적은 생물체의 손상을 유발할 뿐이다. (Cancer Research Inadvertently Refutes Evolution)
17. 방사능 대응 메커니즘이 새들에 이미 장착되어 있었다. (Birds' Built-In Defenses Fend Off Radiation)
18. 중세 사람의 분변에서 항생제 저항 유전자가 발견되었다. : 주장되던 진화의 한 작동 사례는 틀렸음이 입증되었다. (Antibiotic Resistance Genes Found in Medieval Human Dung)
19. 유전자 네트워크는 돌연변이에 견딜 수 없다. (Gene Networks Are Intolerant of Mutation)
20. 체르노빌의 돌연변이 실험은 진화론을 지지하지 않는다. (Chernobyl Mutation Experiment Fails to Support Darwinism)
21. 초파리의 진화는 600 세대 후에도 없었다. (No Fruit Fly Evolution Even after 600 Generations)
22. 금발 머리는 단 하나의 돌연변이로 만들어진다. (Single Mutation Makes Melanesians Blond)
23. 많은 돌연변이는 진화가 아니라, 많은 질병을 의미한다. (More Mutations Mean More Diseases, Less Evolution)
24. 화학 원소 주기율표와 하나님의 질서 (Atoms and God’s order in the fundamental building blocks of all substance. The Periodic Table of chemical elements)
25. ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성’을 잘못 사용하고 있는 과학부 기자. (Reporter Misuses ‘Irreducible Complexity’)
26. 지적간섭(Intellectual Intervention) 측면에서 본 생물의 기원
27. 미시적 걸작품 : 눈 결정 속에서 발견되는 설계 (Microscopic Masterpieces : Discovering Design in Snow Crystals)
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