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06-7.신비한 미생물의 세계

jesus

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2011.09.29 (03:13:06)

서민호

신비한 미생물의 세계

흔히 사람들은 세균과 같은 하등 생물은 먼지 속에서 우연히 생겨난 것이라고 믿고 있다. 그러나 오늘날 미생물학과 유전공학이 고도로 발전하면서, 시시해 보이던 세균 한 마리 조차도 엄청난 지혜의 산물임이 밝혀졌다. 오른 쪽 그림은 창자벽에 붙어있는 대장균의 모습을 보여주고 있다.

세균이 먹고사는데 필요한, 균의 모든 생명활동의 정보가 이 DNA(왼쪽 그림)라는 유전물질 속에 유전정보로서 기록되어 있는데, 최근의 유전자 연구에 의해 대장균 한마리속의 유전 정보가 책으로 기록한다면 브리테니카 백과사전보다 많으며, 정보량으로는 1조(10¹²)bit 에 해당된다는 사실이 알려졌다. 최근에 유전공학과 전자공학이 고도로 발달하여 이제 사람의 손으로 간단하나마 DNA를 만들 수 있게 되었다. 오른 쪽 아래편의 그림은 최첨단 DNA합성기의 복잡-정밀한 내부구조를 보여 주고 있다.

그런데 대장균의 DNA합성속도는 30분 동안에 최고 450만 염기쌍(base-pair) 이며, 오차가 생길 확률은 십억 분의 일 (1/10¹⁰)에 불과하다. 그러나 최첨단 전자공학으로 만들어진 DNA합성기의 DNA합성속도는 30분 동안에 5 염기쌍에 불과하며, 오차가 생길 확률은 백분의 일 (1/10²)이나 된다.

즉 대장균은 첨단 DNA합성기 보다 100만배 더 빠르고, 1억배 더 정확한 것이다. 인간의 모든 지혜를 다해 만든 훌륭한 기계보다 월등히 우수하고 정밀한 것이 생명체인데 이것이 어떻게 저절로 생겨났겠는가? 오히려 이것은, 인간의 능력보다 월등히 뛰어난 초자연적 지혜를 가진 창조주에 의해 '설계되고 창조된 것'이라고 보는 것이 훨씬 논리적이고 과학적이다.

세균은 좋은 환경을 찾아 신속 정확하게 옮겨다니는데 그 중의 한 방법이 편모를 이용한 이동법이다 (오른 쪽 그림). 편모운동은 세균이 갖고 있는 화학적 감응장치가 주위환경변화를 민감히 감지하여, 세균 막에 붙어있는 편모회전장치를 가동시키고 회전방향을 결정시킨다. 그 결과 편모는 헬리콥터의 프로펠러처럼 회전운동을 하게 되며 세균은 더 좋은 환경을 향해 나아가게 된다.

편모회전장치는 양성자(proton)를 이용한 회전엔진으로 되어있고 완전 무공해성이며, 많은 균들은 이러한 편모를 수십개씩 장착하고 있다(왼쪽 그림). 미물에 지나지 않는 세균조차도 초자연적 지혜의 고도의 설계에 의한 창조물임을 알 수 있다.

1993년 여름에 대전에서 'EXPO 93' 세계박람회가 열려서 세계의 여러 나라가 제각기 첨단과학기술을 전시하고 자랑하였다. 오른 쪽 그림은 최첨단 건축구조물로서 선경그룹에서 지은 '이매지네이션 (창의)관'의 모습이다. 그 원리는 '퓰러의 돔' 구조를 하고 있다.

건축공학자들은 가장 적은 재료로 가장 넓고 가장 튼튼한 집을 짓기 위해 많은 연구를 한 결과, 20세기의 천재로 알려진 건축공학자 퓰러가 '퓰러의 돔 (Fuller's Dome)'이라는 것을 고안하게 되었다. 즉, 정삼각형을 기본단위로 하여 이것이 여섯 개가 정육각형으로 모인 육각형 단위(Hexamer)와, 꼭지각 72도인 이등변삼각형 다섯 개가 정오각형으로 모인 오각형 단위(Pentamer)로 둥근 모양의 집을 지은 것이다 (왼쪽 위).