핵산의 형성

초기에만들어진프로테노이드가아직자신만의정보를간직할수없었던데반해,RNA는특정아미노산서열을암호화할수있는성질을가져서유전물질로서의자격을갖추었다.아데닌이나시토신과같은염기와리보스,그리고인산기가결합하여리보뉴클레오타이드를구성하는데,이것에열을가하면스스로모여서RNA단일가닥사슬을형성한다는사실이밝혀졌다.원시대기에서도여러화학반응을통하여RNA가형성되었을것으로추정하고있다.그리고특정아미노산들의서열을암호화할수있는성질을가진RNA가단백질합성의주형으로사용될수있었다.단일가닥으로연결된RNA에비하여DNA는두가닥으로연결되어있고RNA에비하여유용한정보를더안정적으로저장,보존할수있다.원시적인생명체인바이러스의일부는아직도유전물질로RNA를이용하고있지만,현재의모든생명체는더정확한복제가가능한DNA를이용하고있다.따라서원시지구에서형성된RNA가필요에따라복잡한화학반응을거쳐서DNA로거듭나게되었을것으로추정된다.결국,생명체와무관한것으로생각되었던물질들이화학반응을거치면서단백질이나핵산같은거대한분자로합성되고,이것이다시다른분자와결합하거나스스로복제되면서원시생명체가출현할수있는바탕이마련되었다고추정할수있다.초기지구에서는유기물들이세포형태를이루지못하고바닷물에자유롭게떠다니다가우연한충돌로결합이형성되어새로운화합물을만든것으로보인다.그리고한편으로는특정물질들이스스로모여서어떤형태를이루기도했을것이고,이로부터세포형태가출현했다고볼수있다.오파린은다량의단백질과다당류혼합물을섞은결과,이들이엉긴덩어리가형성되는것을발견하였다.그내부에는주위용액보다더높은농도의유기물이함유되어있다는사실을알았다.코아세르베이트라고알려진이덩어리는상당히 안정된구조물로계속해서주위에서물질을선택적으로받아들여촉매반응을하고생성물을내보내는물질대사를하였다.코아세르베이트는세포막과유사한막으로둘러싸여,크기가어느정도커지면둘로나누어져그수가증가하기도한다.이렇듯코아세르베이트가물질의선택적흡수·성장·분열·개체 수의증가등오늘날의세포와비슷한현상을나타내므로오파린은이코아세르베이트를원시생명체의기원으로보았다.원시바다의물속에녹아있던인지질분자들이막을형성함으로써막을경계로구성성분이다른용액들이존재할수있었다는것은초기세포가진화하는과정의결정적인단계를제공하게된다.주변의방해를받지않고막내부에서생명활동이일어날수있는환경을만들수있었기때문이다.즉,불리한환경에서RNA나DNA,단백질로구성된촉매등이안전하게활동할수있는공간을제공해주는것이바로세포막인것이다.실제로세포는인지질성분으로이루어진세포막을이용해서외부환경과차단된구조를갖게된다.인지질은핵산이나다당류와마찬가지로원시지구에서자연적으로합성될수있는물질이다.과학자들은세포막의구성물질인인지질과DNA를섞은혼합물을플라스크에넣어건조시킨후에다시물을넣어주는실험을반복한결과인지질이스스로공모양의구를형성하고이렇게형성된구내부에DNA일부가들어있음을발견하였다.이는지구초기에만들어진인지질로구성된막구조안에물과함께핵산을비롯한유기물들이자연스럽게들어갔을가능성을의미한다.이렇게형성된원시적인세포형태를원시세포라고한다.결국,스스로형성된인지질막내부에안전하게단백질이나핵산과같은물질들이포함되어복제를하고정보를담거나물질대사를담당할수있는분자들이기능을수행할수있게되었다.나아가인지질주머니안에갇힌유기물들이막을통한수송통로를갖추면서필요한물질을얻고쓸모없는물질을내보내는세포의형태로발전했을것으로추정된다.이렇게세포의형태와기능을갖추게되면결과적으로한정된공간안에다양한물질들이많이존재하게되어필요할때새로운물질을효율적으로만들어낼수있게됨으로써생명체탄생에커다란기여를할수있었던것으로보인다.오늘날생명체를이루는모든세포들은세포막으로둘러싸여있는데,그구조와기능이비슷하여생명체가진화적으로연관되어있음을암시한다고볼수있다.즉,현재의환경과는다른원시지구에서세포막의형성으로단순한세포가만들어지고,이것이점차다양하게진화된것이라고추정된다.결론적으로우리는생명탄생의기본적인요소로단백질과핵산을들수있다.