RNA의 전설 (7)→고에너지 물질 ATP 탄생

RNA의 전설 (7)→고에너지 물질 ATP 탄생

오늘날 ATP는 세포들의 현금이다. ATP는 adenosine triphophate의 약자로 아데노신 3인산이란 뜻이다. 아데노신 3인산에서 인이 하나 떨어지면서 아데노신 2이인산(ADP)이 되면서 에너지가 나온다. 그 에너지로 세포들은 물질대사를 한다. 우리가 일상생활에서 돈으로 물건을 구입하고 인륜대사를 치루는 것처럼. ATP↔ADP+P+에너지 ATP가 원시 지구상에서 어떻게 생겼을까 판타지로 상상의 나래를 펴 보자.

 

옷을 곱게 입은 RNA들이 주변에서 반짝 반짝 팔팔 뛰며 즐거워하는 뉴클레오티드의 이상한 모습을 보자

-야! 이야기 좀 하자 네 몸은 왜 그렇게 변했으며 기운은 어디서 그렇게 팔팔 나니?

오탄당에 붙은 인산이 말한다.

-나도 몰라 당신네들이 그 덩치 큰 몸에 옷을 입힐 적에 나도 꽁무니에 가만있었는데 궁둥이가 따끔거려서 팔짝팔짝 뛰었더니 이웃 오탄당이 손을 놓지 않아.

-오탄당이 손을 놓아 떨어져 버렸군.

-뛰다보니 기운이 딸려서 널려있는 인산을 붙잡고 있는데 불벼락이 떨어져서 혼비백산하여 정신을 잃고 있다 깨어나 보니 인산이 내손에 붙었더라고.

-지금 네 몸을 보니 인산 하나를 붙인 게 아니고 둘을 더 붙였어.

가운데 인산이 얼른 대답한다.

-맞아 끼리끼리 논다고, 사실은 나는 오탄당 보다는 인산끼리 노는 것이 좋아서 인산 둘이 속닥거리고 오탄당을 조금 멀리 했거든. 화가 난 오탄당이 나를 달달 볶아대서 오탄당하고 놀다 보니 내 옆의 인산이 삐져서 홀로 사는 인산을 데려다가 놀더라고 그래서 내가 화가 나서 버럭버럭 소리를 지르니 둘이 잡은 손을 놓기를 거듭하더니 어느 날 작은 번갯불이 떨어질 적에 둘이서 손을 번쩍 들어 번갯불 속에 넣으니 둘의 손이 붙어 버렸지. 결국 인산이 3개가 붙게 되었지.

눈을 흘기며 가만있던 오탄당이 한마디 한다.

-염기야! 네가 하도 사색에 잠기고 연구만 하느라고 나와 놀아주지 않아서 인산과 함께 놀려고 이렇게 아주 내 손에 붙여 버렸잖아. 그래서 참 좋았다. 심심하지도 않고 인산을 쳐다보면 반짝반짝 예쁘기도 하고 말이야. 그런데 이놈의 인산이 인산을 하나 더 제 몸에 붙이더니 둘이만 속닥거리고 나를 상대해 주지 않아서 내가 영 기분이 안 좋았다. 나와 인산이 살아온 정이 깊거든. 나를 살피던 인산이 나하고만 놀자 인산 옆의 인산이 심심할 것 아니니 저도 또 하나의 인산을 붙이고서 좋아하더라.

오탄당 옆의 인산이 한마디 한다.

-나도 처음에는 인산끼리 노는 것이 좋더니 나중에는 오탄당하고 노는 것이 더 좋아. 같은 것끼리는 아는 것이 너무 많아서 흥미가 좀 떨어진다. 그래도 나는 내 옆의 인산과도 친하고 싶다.

가운데 있는 인산이 한마디 한다.

-오탄당이 기운이 센 것은 확실해 오탄당 옆의 인산과 결합된 손은 안 떨어지는데 바깥쪽 인산과 잡은 손은 헐렁거린다.

그 때 오탄당이 빙긋 웃으며 주위를 둘러보며

-마지막 붙은 인산은 내 에너지 창고야.

염기가 오탄당을 보면서

-에너지 창고라니?

-내 몸이 이렇게 붙어 있으니 활동하기 어려워서 에너지를 구하기 힘들어 그래서 마지막 인산이 붙을 적에 작은 번갯불로 붙었지. 그런데 이게 말이야. 떨어질 적에 저장된 기운을 내 놓더라고. 그럼 내 옆에 인산이 둘만 붙게 된다. 인산 둘만 붙이면 인산들이 끼리끼리 놀기 때문에 내가 심심해서 투정을 부리면 다시 나하고 놀아. 그럼 가운데 인산이 번갯불이 칠적에 얼른 주변의 나홀로 인산을 붙이면서 에너지를 저장하지.

-그러니까 내 옆의 인산의 옆의 인산이 떨어졌다 붙였다 하면서 에너지가 필요하면 꺼내 쓰고 에너지가 생기면 다시 붙이고 한단 말이구나.

-맞아 맞아. 가운데 인산이 자기에게 관심을 끄면 붙은 손을 탁! 떼어서 나오는 에너지로 막 돌아다닌다. 그 때 나오는 에너지가 나에게도 온다.

-우리 앞으로 좋은 친구로 살자.

-그래 

옷을 입은 RNA가 주변에서 생겨난 인산을 세 개를 붙이고 있는 물질들이 ATP을 만든 아데닌 염기만이 아니었다. 구아닌 뉴클레오티드, 시토신 뉴클레오티드, 우라실 뉴클레오티드들에게 어떻게 탄생하게 되었는가를 조사하였다. 조금씩은 차이가 있으나 자신의 옷이 만들어질 적에 자기 몸에서 떨어져 나간 뉴클레오티드에 인산이 붙여져서 만들어진 것도 있고 주변에 있던 나홀로 뉴클레오티드들에 인산이 붙여져서 만들어지기도 하였다는 것을 알게 되었다.

새로 탄생한 ATP들은 기운이 세고 뽐내기를 좋아해서 남의 일에 간섭을 잘한다. 이렇게 하여 만들어진 물질들은 오탄당이나 인산들은 한 종류이나 염기만 아데닌 구아닌 시토신 우라실이어서 염기에 따라 이름들이 달라진다.

염기와 오탄당의 결합체를 뉴클레오시드라 하고 뉴클레오시드에, 인산이 하나 붙으면 뉴클레오시드 일 인산이 되고, 인산이 두개가 연속으로 붙으면 뉴클레오시드 이인산이 되고, 인산이 세 개가 붙으면 뉴클레오시드 3인산이 된다. 이들은 어떤 염기를 가졌느냐와 인산을 몇 개 가졌느냐에 따라 이름들이 달라진다.

예를 들어,

뉴클레오시드 3인산 속의 염기가 아데닌일 때 아데노신 3인산 즉 adenosine triphophate 가 되어 첫 자를 따서 ATP가 된다.

인산 두개를 가져 아데노신 이인산일 때는 adenosine diphophate 가 되어

첫 자를 따서 ADP 가 된다.

인산 하나를 가져 아데노신 일 인산 일 때는 adenosine monophophate 가 되어 첫 자를 따서 AMP 가 된다.

여기서 잠간 옆길로 가자. 접두어로 사용하는 mono-는 하나를, di- 는 둘을, tri- 는 셋을 나타낸다.

오늘날 우리 몸속에서 ATP 생산은 다음과 같이 이루어진다.

우리가 밥을 먹으면 소화기관에서 소화되어 포도당으로 되어 혈액에 녹아 세포로 들어가 분해되어 미토콘드리아로 찾아간다. 미토콘드리아 속에서 산소의 도움으로 완전히 연소되어 그 속에 간직한 에너지를 내놓게 되고 그 에너지는 ADP 에 P를 더 붙이는데 사용되어 ADP는 ATP 가 된다.

미토콘드리아는 우리 몸의 에너지 생산 공장이다. 우리 몸에서 여러 가지 활동을 할 때 필요한 에너지는 에이티피(ATP)에서 피(P)를 하나 떼어내면 나오는 에너지를 이용한다. 피를 잃은 에이티피는 에이디피로 된다. 미토콘드리아는 다시 에이디피를 에이티피로 만든다. 즉 ATP↔ADP+P+에너지

우리가 굶으면 미토콘드리아에서 재료가 없어 에너지를 꺼낼 수가 없어 에이디피를 에이티피로 만들지 못해 우린 기운이 떨어진다. 우리의 기운을 내는 재료들을 재산으로 표시한다면 에이티피는 우리 몸속에서의 돈이다. 에이티피는 현금이고 밥은 은행에 들어있는 돈이고 몸을 이루는 지방이나 단백질은 부동산이다.

ATP는 세포들이 사용하는 돈이다. 우리들이 사용하는 기운은 ATP가 분해 될 때 생긴다. 미토콘드리아는 세포들이 사용 할 ATP라는 돈을 생산하는 것이다.

다시 태곳적 이야기로 돌아가서,

결국 뉴클레오티드 반란군들은 훗날 생물들의 물질대사에 필요한 고에너지 물질을 만들어 낸 것이다.

생각이 깊은 리보핵산은 옷을 입는 꿈을 이루자.

몸이 점점 길어져 둔해지는 것이 싫어서 다시 다른 꿈을 갖게 된다.

다른 꿈은 무엇일까?

2005년 5월 28일 씀.  2012. 01.02 수정  林 光子

 

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