생물과 무생물의 경계자들

저번 포스팅에서 생물의 정의에 대해서 알아보셨는데요. 이번 포스팅에서는 생물과 무생물의 경계에 있는 일명, 경계자들에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 저번 포스팅에서도 얘기했듯이, 어떤 물질을 보았을 때 이것이 생물인지 무생물인지 판단하기가 참 어려워요. 이렇게 판단하기 어려운 대표 주자에는 먼저 바이러스, 바이로이드, 프리온 등이 있습니다.

먼저 바이러스에 대해서 살펴 보시죠. 바이러스는 러시아의 이바노프스키 박사에 의해서 발견되었습니다. 당시의 러시아에서는 담배를 많이 재배 했었는데요. 이런 담배가 원인 모를 병으로 죽어나가자 당시 국가 재정에는 치명적이었습니다. 때문에 국가는 생물학의 선두를 달렸던 이바노프스키 박사에게 이 병의 원인을 밝혀달라고 부탁했습니다. 이에 이바노프스키 박사는 병든 담배 잎을 갈아서 즙을 내어 세균이 통과할 수 없는 미세한 구멍이 뚫린 세균 여과기에 걸러 건강한 담배 잎에 묻히는 실험을 수행하였습니다. 이바노프스키 박사의 예상으로는 모든 병은 세균으로부터 유래한 것이므로 그 세균이 있는 미세한 구멍을 통과하지 못한 쪽의 액을 잎에 묻혔을 때 발병을 해야 했습니다. 하지만 오히려 결과가 반대로 나타났어요. 이유는 이 병의 원인이 바이러스였고 바이러스는 세균보다 작기 때문에 미세한 구멍을 통과한 것이죠. 이렇게 바이러스가 세상에 밝혀지게 되었습니다.

이런 바이러스는 위의 실험에서도 알 수 있다 시피 굉장히 크기가 작습니다. 세균보다 작아서 세균 여과기를 통과하고요. 관찰도 보통 광학 현미경으로는 불가하고 전자 현미경을 통해서만 관찰이 가능합니다. 이런 특징 외에도 이전 포스팅에서 말했다시피 바이러스는 현재 무생물로 취급 받고 있는데요. 이 이유에는 바이러스가 무생물적 특징을 가지기 때문입니다. 바이러스는 숙주 밖에서는 단순 단백질 덩어리에 불과해요. 또한 세포 소기관들이 없고 세포 구조를 관찰할 수 없습니다. 또한 독립적인 효소가 거의 없어 스스로 물질 대사를 할 수가 없고요. 단백질의 결정 구조를 얻을 수 있습니다. 하지만 단순히 바이러스가 무생물적 특징만 있다면 굳이 경계자들이라고 이름 붙일 이유가 없겠죠? 바이러스는 숙주 내에서는 또 생명 활동을 보입니다. 숙주의 효소들을 사용해 물질 대사와 증식을 하고요. 각종 유전 현상들과 돌연변이를 일으킵니다.

바이러스에 대해서 대략 알아보았으니 또 다른 경계자인 바이로이드에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 바이로이드는 처음 감자와 같은 식물들이 작황 감소의 원인을 찾던 중 발견되었습니다. 바이로이드는 ssRNA로만 이루어진 감염성 입자로 바이러스보다 더 작습니다.(바이러스의 1/1000크기에 해당). 이런 RNA는 숙주 세포 내에서 siRNA로 가공되어 숙제 세포 유전자들의 발현을 억제 합니다.

마지막 대표 경계자는 프리온입니다. 이 프리온은 무척 특이한데요. 프루시너(1982년)에 의해서 단백질로만 이루어진 질병원인 프리온이 발견되었습니다. 이 프리온의 특징에는 바이러스는 가열이나 방사선 처리에 의해 쉽게 불활성화 되지만 이 프리온은 오직 단백질 분해 효소에 의해서만 약한 불활성화가 일어납니다. 사실 정상적인 프리온은 우리 인체 내에서도 쉽게 찾아볼 수 있는데요. 시간이 지나다 보면 정상적인 프리온 중 일부가 비정상적인 프리온으로 바뀌게 됩니다. 그렇게 되면 끓여도 불활성화 되지 않고 체내 소화 효소들에 내성이 있어서 잘 분해도 되지 않게 됩니다. 보통 신경 세포에서 자연적으로 많이 발생하고요. 비정상 프리온이 응결핵 작용을 해서 나머지 정상 프리온들도 변성되도록 합니다. 이렇게 자기 단백질이 변성된 것이므로 숙주의 면역계가 항원으로 인식해 제거도 못하게 되죠.

위에서 보셨듯 프리온은 굉장히 무서운 질병원임에는 틀림이 없는데요. 그럼 이 프리온이 유발하는 질병에 대해서 알아보겠습니다. 위에서 말했든 신경세포에서 많이 프리온으로 인한 질병이 나타나는데요. 신경세포는 재생이 거의 되지 않기 때문에 이런 프리온으로 인한 피해가 치명적입니다. 비정상 프리온이 뭉치다보면 결국 세포가 사멸해 버리거든요. 신경 세포가 사멸하면서 치매, 즉 알츠하이머병이 나타납니다. 또한 놀랍게도 최근에 다운 증후군도 이런 프리온성 질환임이 밝혀졌습니다. 다운증후군 환자는 21번째 염색체가 1개 더 있어서 나타나는 질병인데요. 21번째 염색체에 있는 한 유전자가 이런 프리온을 만들어내는 역할을 합니다. 보통 사람들은 2개의 유전자가 이런 프리온을 만들어 내는데 다운 증후군 환자는 3개의 유전자가 이런 프리온을 만들어 내다 보니 비정상 프리온이 많이 생기고 이로 인해서 여러가지 장애를 앓게 되는 거죠. 이 외에도 스크래피 병, 쿠루병, 그리고 아직까지도 많은 논란이 있는 광우 병이 있습니다. 쿠루병의 경우 상당히 특이한데요. 파푸아뉴기니아에 사는 한 종족에서 발견된 병으로 동족이 죽으면 죽은 자의 지혜를 나눠갖는다는 의미에서 죽은 사람의 뇌를 먹었다고 합니다. 그런데 보통 죽은 사람은 노인인 경우가 많으니 .. 나이든 사람의 뇌 속에는 아무래도 비정상 프리온이 많았겠죠? 그걸 먹다 보니 비정상 프리온이 다른 사람 몸에도 쌓여서 결국 신경세포들이 많이 사멸해 뇌에 구멍이 뚫리는 병에 걸리게 된겁니다.