유전체를 유지하는 DNA 복구 시스템은 진화를 거부한다.

미디어위원회

창조설계-생명체

2023-07-20

유전체를 유지하는 DNA 복구 시스템은 진화를 거부한다.

(Genome Maintenance Defies Evolution)

by Jerry Bergman, PhD

진화론은 DNA 코드를 유지하는 데 필요한 여러 부분으로 구성된 시스템들을 설명할 수 없다.

오늘날 우리의 지적 문화(과학과 교육) 전체가 진화론이라는 비과학적 토대 위에 놓여 있다. 진화론은 세 가지 기본 아이디어에 기반을 두고 있다 :

∙생명체는 지시되지 않은 화학물질들에서 시작(자연발생)되었다,

∙진화의 원료는 무작위적 돌연변이(random mutations)들이다.

∙자연선택은 생물이 생존하는 데에 이점을 제공하는 돌연변이를 선택함으로써, 모든 고등 생물의 발전을 촉진한다.

다윈의 자연선택(natural selection) 이론은 특정 형질(traits)을 보존하는 데 국한되어 있으며, 일반적으로 대진화(macroevolution)라고 불리는 것을 설명할 수 없다. 대부분의 돌연변이(최대 99%)들은 약간 해롭거나 치명적이기 때문에, 변화의 원인으로 가정되는 돌연변이는 실패하고 있다. 결과적으로 세대가 거듭될수록, 유해한 돌연변이의 부하는 증가되고 있는 것이다.

하지만, 유전학적 증거들은 생명체가 진화하지 않도록 설계되었다는 것을 보여준다. 한 예로 12가지 이상의 돌연변이 복구 메커니즘(mutation-repair mechanisms)이 존재한다는 것이 밝혀졌다. 그리고 의심할 여지 없이 더 많은 메커니즘들이 발견될 것이다. 볼크바(Volkva) 등이 보고한 바와 같이, "세포는 DNA 손상에 대응하고 돌연변이를 방지하기 위해 다양한 DNA 복구 경로들을 보유하고 있다."[1].

뉴클레오티드 절단 복구

한 유전자 복구 시스템은 뉴클레오티드 절단 복구(nucleotide excision repair) 시스템이다. 이것은 돌연변이 스펙트럼에 걸쳐 거의 모든 점 돌연변이(point mutations)들의 최대 99%를 거의 균일하게 복구한다.[2] 아래에 설명된 뉴클레오티드 절단 복구(repair, 수선)는 포유류가 DNA 손상을 제거하고, 손상되지 않은 DNA로 대체하는 데 사용하는 주요 시스템이다. 이 시스템은 UV(자외선), 환경적 돌연변이 유발물질, 심지어 일부 항암제 등에 의한 DNA 손상을 복구한다. 이 시스템은 돌연변이를 줄이기 위해 설계되어있는 기능이다. 진화론자들은 돌연변이를 무작위적인 유전적 다양성을 제공하는 주요 수단이자, 진화의 원동력으로 여기고 있다.

원자폭탄의 폭발로 피폭된 사람들과 같은, 방사선에 노출된 사람들에 대한 연구에 따르면, 몇 세대가 지나면 복구 시스템과 자연선택으로 인해, 돌연변이 부하가 예상됐던 매우 높은 수준 이하로 감소되는 것으로 나타났다. 이 효과는 변화의 정지(stasis)를 유지하려는 경향을 보여준다. 이것은 진화론과 반대된다.

DNA 복구 시스템 이전의 생명체는 불가능하다

복잡한 세포 및 DNA 복구 시스템이 없다면, 모든 세포의 대부분의 DNA는 빠르게 붕괴되어 세포 사멸을 초래했을 것이다. 그러면 이들 세포는 분해되어 결국 그 생물은 죽게 될 것이다. 따라서 진화론자들은 어떤 알 수 없는 이유로 이런 복구(수선) 시스템이 진화되기 전까지, 모든 생명체들은 발생되지 않았다고 가정해야만 한다. 이 모든 복구 시스템들이 존재할 때, 그리고 기능적 단위로 작동했을 때만, "자연"은 가장 잘 살아남고 가장 많은 자손을 낳는 유기체를 선택할 수 있었을 것이다.

모든 생명체에 존재하는 세포 복구 메커니즘은 돌연변이가 발생했을 때, 대부분 식별될 수 있다. 복구 시스템(repair system)은 절단 효소(excision enzymes)들을 가지고 돌연변이가 발생한 DNA 부분을 잘라낸 다음, 손상을 복구한다. 한 가지 돌연변이 유형은 DNA 복제 중에 발생하는데, 염기쌍에 실수가 발생하여 올바른 A-T(아데닌-티민) 쌍 대신 잘못된 A-C(아데닌-시토신) 쌍이 생성되는 것이다. 딸 세포의 복구 효소는 온전한 대립유전자에 의존하여, 불일치를 인식하고, 잘못된 염기를 절단(제거)하고, 올바른 염기로 대체한다.

슈퍼 교정

유전자 교정(genetic proofreading) 기계에는 품질관리의 세 단계가 있다 : 1. DNA 중합효소(DNA polymerase), 2. 교정 핵산말단가수분해효소(exonuclease), 3. 불일치 복구(mismatch repair). 이 모든 품질관리를 통해, 새로 합성된 DNA 사슬에서 유전적 오류는 10억~100억 개의 뉴클레오타이드마다 한 번의 비율로 발생할 수 있다.[3]

만약 복구 시스템이 손상된다면, 생명체는 자주 생존할 수 없다. 색소성 건피증(zeroderma pigmentosum)은 절단 복구 메커니즘의 오작동으로 인해 발생하는 질병이다. 이러한 손상은 대부분 자주 치명적이다. 차등 생존(differential survival)과 절단 효소들은 생물체 및 종의 퇴화 및 사망을 예방하거나 감소시키기 위해 설계된 많은 시스템들 중 일부에 불과하다. 이 복구 시스템들은 박테리아부터 인간에 이르기까지 모든 생명체에 존재한다.

암 위험을 줄이는 DNA 복구

<Credit: Illustra Media and Captain Dave’s Whale and Dolphin Safari>

이 리뷰에 인용된 연구는 고래(whales)에 설계되어 들어있는 복구 시스템을 설명하고 있었다. 이 복구 시스템은 암에 저항하고, 고래의 수명을 200년 이상으로 늘리는 데 도움이 되고 있다![4] 고래는 인간에 암을 유발하는 일부 발암성 물질들에 노출되어도, 암이 거의 발생하지 않는다.[5] 고래가 인간보다 2만 배나 크고, 세포 수도 훨씬 많기 때문에, 고래의 암 발병률은 인간보다 높아야 하는데, 실제로는 훨씬 낮다.[6] 이 사실에 진화론자들은 당황했다. 암컷 고래의 몸무게는 평균 61,000kg로, 인간 여성의 평균 몸무게인 54kg보다 1,130배 더 크다. 이 발견은 오늘날 인간의 평균수명은 80세에 불과하지만, 성경 기록처럼 과거에는 훨씬 더 길었던 이유를 이해하는 데 도움이 될 수 있다.

북극고래(bowhead whales, 활머리고래)는 인간보다 더 복잡한 복구 시스템을 갖고 있는데, 그들은 특정 복구 유전자의 복사본을 더 많이 갖고 있기 때문이다. 이 복구 시스템을 DNA 손상 반응(DNA damage response, DDR) 시스템이라고 불려지는데, 이는 오류 없는 DNA 복제와 전사를 보장하는 역할을 한다. DDR에 결함이 생기면, DNA가 불안정해지고, 잘못된 반복, 재배열, 돌연변이가 발생한다. 이러한 DNA 결함은 암과 유전성 신경장애를 포함하여 수많은 질병들과 관련이 있다. DDR 시스템에는 총 605개의 단백질들이 필요하며, 이 단백질들은 109개의 집결(assemblies) 계층 구조로 구성되어 있다(도표 참조). 이러한 단백질들의 기능에는 위에서 설명한 염기 절단 복구(base-excision repair), 뉴클레오티드 절단 복구(nucleotide-excision repair), 불일치 복구(mismatch repair), 가닥간 가교 복구( interstrand-crosslink repair), 이중가닥 끊김 복구(double-stranded-break repair) 등 다양한 DNA 손상 유형에 대한 복구 경로들이 포함되어 있다.[7] (이러한 수백 종의 복구 단백질들과 복구 경로들, 그리고 이들 단백질들의 아미노산 순서 암호를 갖고 있는 유전자들이 모두 우연히 생겨날 수 있었을까?) 아래 차트에서 볼 수 있듯이, 이들의 복잡성은 상상을 초월할 정도이다. 이것은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducibly complex)’이기 때문에, 단계적으로 점진적으로 진화하는 것은 불가능하다.

DNA 코드에 철자가 추가되거나 삭제되면, DNA 염기서열이 변경되며, 이는 유전자 기능장애로 이어지고, 암을 유발할 수 있다. 복구에는 철자를 추가하거나 삭제하여, 다시 올바른 DNA 코드를 생성하는 것이 포함된다.[8] 손상의 영향에 따라 북극고래 세포는 DNA를 정확하게 복구하여, 암으로 이어지는 손상을 줄이고, 고래는 장수하게 한다.

.DNA 손상의 복구 반응 지도. <from Kratz, et al. A multi-scale map of protein assemblies in the DNA damage response. Cell Systems, 14, 447–463, June 21, 2023.>

진화는 DNA 복구를 설명할 수 있을까?

DNA 손상 반응 시스템을 구글에서 검색하여 보면, 이에 대한 진화론적 설명을 찾을 수 없다. 단지, DNA 손상 반응 시스템의 각 진화 단계가 유전체의 돌연변이를 감소시키는 능력을 개선하여, 생물체의 생존 가능성을 향상시켰다는 점만 언급하고 있었다. 이 복잡하고 잘 설계된 시스템이 새로운 유전정보를 생성한다고 주장되는 주요 수단인 돌연변이(진화의 주 메커니즘)를 대폭 감소시켜, 진화가 선택할 수 있는 다양성을 제한하고 있다는 사실은 간과되고 있었다. 새로운 유전적 변이가 없다면, 진화는 없다. 또한 DNA 손상 반응 시스템이 없다면, 생명체는 빠르게 멸종으로 치달을 것이라는 사실도 무시되고 있다. 단순한 생명체가 (자연발생으로) 출현했다 하더라도, 돌연변이 오류는 유전체의 퇴화와 세포 사멸을 빠르게 초래했을 것이다.

요약

이 글의 목적은 연구의 세부적 내용에 있는 것이 아니다. 오히려 연구 결과가 보여주고 있듯이, DNA 손상 반응 시스템은 극도로 복잡한 수준의 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity, 환원 불가능한 복잡성)’이라는 사실에 초점을 맞추고자 한다. DNA의 사소한 변화도 암을 유발할 수 있다. 암의 발생과 창세기 3장에 기록된 인간의 타락 이후 인간의 급격한 수명 단축은 부분적으로 DNA 복구 시스템에 돌연변이가 발생한 결과일 수 있다. 또한, DNA 손상 반응 시스템 연구는 돌연변이가 진화론적 새로움(새로운 유전정보의 증가)의 원천이 아니라는 것을 보여준다. 세포는 돌연변이에 저항하고, 내재된 유전정보를 보호하도록 설계되어 있는 것이다.

References

[1] Volkova, Nadezda, et al. Mutational signatures are jointly shaped by DNA damage and repair. Nature Communications 11(2169); https://www.nature.com/articles/s41467-020-15912, 2020.

[2] Volkova, et al., 2020.

[3] Shapiro, Robert.. Evolution: A View from the 21st Century. FT Press Science, Upper Saddle, NJ, 2011.

[4] Wong, Carissa. Bowhead whales may resist cancer thanks to superior DNA repair ability. New Scientist, 22 May 2023.

[5] Wong, Carissa. 2023a, Bowhead Whales’ Cancer Secret. New Scientist. May. p. 20.

[6] Wong, 2023.

[7] Kratz, et al. A multi-scale map of protein assemblies in the DNA damage response. Cell Systems, 14, 447–463, June 21, 2023 ; https:// doi.org/10.1016/j.cels.2023.04.007, 2023.

[8] Wong, 2023.

*참조 : DNA 손상 연구는 놀라운 복잡성을 드러냈다.

https://creation.kr/LIfe/?idx=2237710&bmode=view

DNA 복구 효소에서 발견된 극도의 정밀성

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DNA 수선 기작의 놀라운 조화

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DNA 수선은 팀웍을 필요로 한다 : DNA 사슬간 교차결합의 수선에 13개의 단백질들이 관여한다.

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유전자 고속도로의 손상을 수리하는 분자 로봇들.

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세포가 어떻게 DNA의 오류를 수정하는지는 아직도 신비이다.