닭이 먼저냐? 계란이 먼저냐?

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단백질 퍼스트
유명한 유레이 밀러(Urey-Miller) 실험에서 과학자들은 메탄, 물, 암모니아, 수소를 혼합하여 초기 지구의 대기를 시뮬레이션했다. 다음으로 그들은 번개를 시뮬레이션하기 위해 이 혼합물을 통해 전기 스파크를 발사했다. 이 과정은 아미노산과 다른 유기 화합물을 생산하여 초기 지구와 같은 조건들이 단백질의 구성 요소인 아미노산을 만들 수 있다는 것을 증명했다.

하지만 용액에 있는 아미노산의 혼합물에서 온전한 기능을 하는 단백질로 가는 것은 많은 문제를 야기한다. 예를 들어, 시간이 지남에 따라, 물 속의 단백질은 더 긴 분자 사슬로 결합하기 보다는 분해되는 경향이 있다. 또한 단백질이나 DNA가 먼저 나타났는지 묻는 것은 친숙한 닭이 먼저냐 계란이 먼저냐 문제를 제시한다. 단백질은 화학반응을 촉진시킬 수 있고, DNA는 유전정보를 저장할 수 있다. 그러나 이 두 분자만으로는 생명에 충분하지 않다; DNA와 단백질은 반드시 존재해야 한다.

RNA 퍼스트
하나의 가능한 해결책은 RNA가 단백질이나 DNA보다 먼저 도달한 소위 RNA World 접근법이다. 이 해결책은 RNA가 단백질과 DNA의 일부 특징을 결합하기 때문에 매력적이다. RNA는 단백질과 마찬가지로 화학반응을 촉진할 수 있고, DNA와 마찬가지로 유전정보를 저장할 수 있다. 그리고 단백질을 합성하기 위해 RNA를 사용하는 세포기계는 부분적으로 RNA로 만들어지고 RNA에 의존하여 그 역할을 한다. 이는 RNA가 생명의 초기 역사에서 결정적인 역할을 했을 가능성을 시사한다.

RNA 합성
그러나 RNA 세계 가설의 한 가지 문제는 RNA 자체의 특성이다. RNA는 폴리머 또는 뉴클레오타이드 사슬입니다. 이 뉴클레오티드가 어떻게 형성됐는지, 혹은 초기 지구 조건에서 어떻게 합쳐져서 중합체(폴리머)를 형성했는지는 완전히 확실하지 않다.

2009년, 영국의 과학자 존 서덜랜드는 그의 연구소가 아마도 초기 지구상에 존재할 수 있는 블록을 쌓아서 뉴클레오티드를 만들 수 있는 과정을 발견했다고 발표함으로써 실행 가능한 해결책을 제안했다. 이 과정이 뉴클레오티드를 발생시켰을 가능성이 있으며, 이는 미세한 점토층의 표면을 따라 일어나는 반응에 의해 연결되었다.

신진대사 우선
RNA-First 시나리오는 생명체의 기원 과학자들 사이에서 매우 인기가 있지만, 신진대사가 RNA, DNA 또는 단백질보다 먼저 이루어졌다는 또 다른 설명이 있다. 이러한 신진대사를 우선하는 시나리오는 생물이 심해 열수공같은 고압 고온의 환경 근처에서 발생했음을 시사한다. 이러한 조건들은 미네랄에 의해 촉매된 반응을 유발했고 유기 화합물의 풍부한 혼합을 낳았다. 이 화합물들은 차례로 단백질과 RNA와 같은 중합체의 구성 요소가 되었다. 그러나 발표 당시만 해도 신진대사를 우선하는 방식인지, RNA 월드 방식인지 단정적으로 설명할 만한 증거가 부족하다.

 

출처 : sciencing.com/did-protein-dna-rna-come-first-2237.html