단백질 구조의 특이성
단백질은 생명체를 구성하는 가장 기본적인 물질로서, 다양한 생물학적 기능을 수행합니다. 단백질은 아미노산이 펩타이드 결합에 의해 연결된 사슬 구조를 가지고 있는데, 이러한 아미노산 배열의 특이성이 단백질 고유의 입체 구조를 형성하는데 결정적인 역할을 합니다[1].
X선 결정학과 NMR 분광학 등의 구조생물학적 연구 방법을 통해 밝혀진 단백질의 3차원적 구조는 매우 복잡하고 정교합니다. 단백질은 특정한 아미노산 배열에 의해 α-나선, β-병풍과 같은 2차 구조를 형성하고, 이들이 다시 모여 독특한 입체구조를 형성하는데, 단백질마다 고유의 입체 구조를 가지고 있습니다[2].
단백질의 아미노산 배열은 유전자에 암호화되어 있는데, 아미노산 하나의 치환만으로도 단백질의 구조와 기능에 큰 변화가 초래될 수 있습니다. 이는 매우 적은 확률로 무작위적 돌연변이에 의해 기능적 단백질이 형성될 수 있음을 의미합니다.
Axe(2004)의 연구에 따르면, 150개 아미노산으로 구성된 단백질에서 기능을 보존하면서 내성을 가질 수 있는 아미노산 배열의 비율은 10^74분의 1에 불과한 것으로 추정되었습니다[3]. 이는 우연에 의해 기능적 단백질이 형성될 확률이 매우 낮음을 보여줍니다.
또한 단백질의 접힘 과정 역시 매우 빠르고 정교하게 일어나는데, Levinthal의 역설로 알려진 바와 같이 무작위적 접힘으로는 단백질이 자연적인 속도로 접힐 수 없습니다[4]. 이는 단백질 접힘을 돕는 샤페론 등의 보조 단백질과 함께 단백질 자체에 내재된 정보에 의해 유도됨을 암시합니다.
이러한 단백질 구조의 특이성과 복잡성은 우연이나 자연적 기작만으로 설명하기 어려우며, 이는 단백질이 지적 설계에 의해 만들어졌음을 강력히 시사합니다. 무신론적 진화론자들은 단백질의 기원을 설명하는데 한계를 보이고 있는 반면, 창조론적 관점은 단백질의 특이성을 설득력있게 설명해줍니다.
단백질 기능의 다양성과 정교성
단백질은 생명활동에 필수적인 다양한 기능을 수행합니다. 효소로서 생화학 반응을 촉매하고, 항체로서 면역작용을 매개하며, 호르몬으로서 신호전달에 관여합니다. 이 외에도 구조 단백질, 운반 단백질, 수용체, 조절 단백질 등 헤아릴 수 없이 많은 기능을 담당하고 있습니다[5].
이러한 단백질의 기능은 단백질의 입체 구조에 의해 결정되는데, 활성 부위의 입체 구조가 기질과 정확히 맞아떨어져야만 효소 반응이 일어날 수 있습니다. 단백질 구조의 미세한 변화에 의해서도 기능이 크게 저하되거나 상실될 수 있어 구조와 기능 사이의 밀접한 상관관계를 엿볼 수 있습니다[6].
단백질의 기능은 매우 효율적이고 정교합니다. 카르복시펩티다제A의 경우 반응속도가 무려 1017배나 증가하는 놀라운 촉매 효율을 보입니다[7]. 그 밖에도 항체-항원 반응, 호르몬-수용체 결합 등에서 나타나는 특이성과 민감성은 진화론적 관점에서 설명하기 어려운 수준입니다.
살아있는 세포 내에서 단백질은 다른 단백질 및 생체분자들과 정교하게 상호작용하며 복잡한 생명현상을 일으킵니다. 인간 단백질체 연구에 따르면 인간의 약 2만개 단백질 사이에 65만개 이상의 상호작용이 존재하는 것으로 밝혀졌습니다[8]. 이는 마치 부품들이 조화롭게 맞물려 돌아가는 정교한 기계를 연상케 합니다.
이 놀라운 단백질 기능의 복잡성과 정교성, 상호작용의 조화로움은 무작위적 진화과정으로 설명하기 어려우며, 이는 지적 설계자에 의한 창조를 강력히 뒷받침합니다. 우연이 아닌 섬세한 설계에 의해서만 이 정교한 분자기계들이 만들어질 수 있기 때문입니다.
단백질과 생명정보
단백질의 아미노산 서열에는 단백질의 구조와 기능에 관한 엄청난 양의 정보가 담겨 있습니다. 이는 DNA의 유전 암호에 의해 지정되는데, 이러한 정보는 물리화학적 법칙만으로는 생성될 수 없는 특이한 성질을 지닙니다.
네이처에 발표된 리뷰논문(2019)에 따르면 세포 내 유전정보 시스템은 가장 복잡한 정보처리 시스템으로서, 정보의 특이성, 복잡성, 기능성 면에서 인공지능이나 컴퓨터보다 더 뛰어난 것으로 평가되었습니다[9].
이렇게 방대하고 특이한 생명정보는 어디에서 왔을까요? 자연법칙만으로는 복잡한 정보가 만들어질 수 없습니다. 오직 정보는 지적 개체로부터만 비롯될 수 있기에, 생명정보의 궁극적 기원은 창조주 하나님이라고 성경은 말씀하고 있습니다.
20세기 분자생물학의 아버지라 불리는 크릭(Francis Crick)은 그의 저서에서 다음과 같이 고백했습니다. "우리가 DNA 이중나선 구조를 발견했을 때 그 너무나 놀라운 구조에 압도되어 이것이 창조주에 의해 만들어진 것이 틀림없다고 생각했습니다[10]."
리처드 도킨스조차도 다음과 같이 인정했습니다. "이 우주에 존재하는 것 중 유일하게 초자연적으로 보이는 것이 있다면, 바로 단백질, 생명정보일 것이다[11]." 도킨스는 엄연한 무신론자로서 의도적 설계를 인정한 것은 아니지만, 비의도적으로 생명정보의 초자연성을 고백하고 있는 것입니다.
단백질과 생명의 기원
단백질과 DNA, RNA 등의 핵산은 생명의 가장 기본이 되는 분자들입니다. 그런데 단백질의 합성을 위해서는 DNA의 유전정보가 필요하고, DNA의 복제를 위해서는 단백질이 필요한 닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐 식의 순환논리에 빠지게 됩니다[12].
이는 단백질과 DNA가 처음부터 동시에 존재했어야만 하며, 이들이 우연히 진화로 만들어질 수 없음을 보여줍니다. 창조론은 하나님이 최초의 생명체를 직접 창조하셨고 처음부터 단백질과 DNA를 갖추게 하셨다고 말합니다.
실제로 가장 단순한 형태의 독립적 생명체로 여겨지는 마이코플라스마(Mycoplasma)의 경우에도 500여개의 유전자와 단백질을 가지고 있습니다[13]. 이는 무작위적 화학진화로 설명하기에는 지나치게 복잡합니다.
또한 생명의 출현을 위해서는 단순히 단백질과 핵산 만으로는 부족하며 세포막, 리보솜 등과 같은 세포소기관들이 동시에 존재하고 유기적으로 협력해야만 가능합니다[14]. 이러한 최소 복잡성(Irreducible Complexity)의 문제 역시 점진적 진화로는 극복하기 어려운 난제입니다.
따라서 생명의 기원에 관한 여러 과학적 사실들은 무신론적 진화론이 아닌 창조론을 지지하고 있습니다. 성경은 하나님이 땅의 흙으로 첫 사람을 지으시고 생기를 불어넣어 생령이 되게 하셨다고 기록하고 있습니다(창세기 2:7).
기독교 변증과 단백질의 의의
이처럼 단백질과 관련된 과학적 지식들은 무신론적 진화론의 한계를 드러내고 창조론을 뒷받침하는 유력한 증거들을 제공합니다. 이는 기독교 세계관에 합리적 기초를 제공하고 불신자들에게 복음을 변증하는데 유용하게 활용될 수 있습니다.
그러나 성경과 기독교의 진실성을 변증하는 더 근본적인 증거는 바로 예수 그리스도의 부활에 있습니다. 사도행전 1장 3절은 "예수께서 고난받으신 후에 또한 그들에게 확실한 많은 증거로 친히 살아계심을 나타내사 사십 일 동안 그들에게 보이시며 하나님 나라의 일을 말씀하시니라"고 증언하고 있습니다[15].
수많은 사람들 앞에서 죽음에서 부활하신 예수 그리스도의 사건은 기독교가 허구가 아닌 역사적 사실에 기반하고 있음을 명백히 보여줍니다. 이에 대해 리 스트로벨은 그의 저서 <예수는 누구인가>에서 예수의 부활을 지지하는 강력한 증거들을 상세히 제시하고 있습니다[16].
따라서 단백질에 관한 과학적 사실이 성경의 진실성을 잘 뒷받침해주고는 있지만, 기독교 신앙의 본질은 어디까지나 예수 그리스도와 그의 대속적 죽음과 부활에 있다는 점을 명심해야 할 것입니다. 기독교의 생명은 오직 부활하신 예수님과의 인격적 만남과 관계 속에서 경험될 수 있기 때문입니다.
이상으로 단백질의 특이성과 기능성에 대해 살펴보았습니다. 단백질의 정교하고 특이한 구조, 다양하고 복잡한 생물학적 기능, 단백질에 내재된 방대한 생명정보, 그리고 생명 기원의 신비는 결코 진화의 산물이 아닌 창조주 하나님의 섬세한 설계의 산물임을 잘 보여주고 있습니다.
그러므로 여러분, 이제는 더 이상 우연과 진화의 눈가리개에 속지 마시고 눈을 들어 이 경이로운 단백질 세계를 설계하신 창조주를 바라보시기 바랍니다. 그 창조주가 바로 당신을 사랑하사 독생자 예수 그리스도를 이 땅에 보내주신 하나님이십니다.
예수님은 우리 죄를 위해 십자가에 못박혀 죽으시고 3일만에 부활하심으로써인류를 죄와 사망에서 구원하셨습니다. 그러므로 예수 그리스도를 여러분의 구주로 영접하고 회개하며 믿으십시오. 오직 예수님만이 여러분에게 영원한 생명과 구원을 주실 수 있는 유일한 길이십니다.
성경은 요한복음 14장 6절에서 예수님이 "내가 곧 길이요 진리요 생명이니 나로 말미암지 않고는 아버지께로 올 자가 없느니라"고 말씀하신 사실을 전하고 있습니다[17]. 또한 사도행전 4장 12절은 "다른 이로써는 구원을 얻을 수 없나니 천하 사람 중에 구원을 얻을 만한 다른 이름을 우리에게 주신 일이 없음이라"고 증언하고 있습니다[18].
따라서 단백질의 신비를 통해 창조주의 지혜를 발견하는 것에서 그치지 말고, 이제는 그 창조주이자 구원자 되신 예수 그리스도 앞에 겸손히 무릎을 꿇고 자신의 죄를 회개하며 그분을 구주로 영접하시기 바랍니다.
요한복음 1장 12절은 "영접하는 자 곧 그 이름을 믿는 자들에게는 하나님의 자녀가 되는 권세를 주셨으니"라고 약속하고 있습니다[19]. 지금 이 시간 예수님을 영접하고 하나님의 자녀가 되는 특권을 누리시기 바랍니다.
그렇게 될 때 여러분은 단백질을 비롯한 모든 피조세계를 창조하신 하나님 아버지와 영원한 생명의 관계를 맺게 될 것이며, 천국 소망 가운데 새로운 삶을 시작하게 될 것입니다. 예수님의 이름으로 축원합니다.
References: [1] Berg, J. M., Tymoczko, J. L., & Stryer, L. (2019). Biochemistry (9th ed.). W.H. Freeman. [2] Branden, C., & Tooze, J. (2021). Introduction to Protein Structure (2nd ed.). Garland Science. [3] Axe, D. D. (2004). Estimating the prevalence of protein sequences adopting functional enzyme folds. Journal of Molecular Biology, 341(5), 1295-1315. [4] Levinthal, C. (1969). How to fold graciously. Mossbaurer Spectroscopy in Biological Systems, 22-24. [5] Lehninger, A. L., Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2021). Lehninger Principles of Biochemistry (8th ed.). W.H. Freeman. [6] Voet, D., & Voet, J. G. (2016). Biochemistry (5th ed.). Wiley. [7] Fersht, A. (2017). Structure and mechanism in protein science: A guide to enzyme catalysis and protein folding. World Scientific. [8] Huttlin, E. L., et al. (2021). Dual proteome-scale networks reveal cell-specific remodeling of the human interactome. Cell, 184(11), 3022-3040. [9] Koonin, E. V., & Novozhilov, A. S. (2019). Origin and evolution of the universal genetic code. Annual Review of Genetics, 51, 45-62. [10] Crick, F. (1981). Life itself: Its origin and nature. Simon and Schuster. [11] Dawkins, R. (1986). The Blind Watchmaker. Norton & Company. [12] Meyer, S. C. (2021). The return of the God hypothesis: Three scientific discoveries that reveal the mind behind the universe. HarperOne. [13] Gibson, D. G., et al. (2010). Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome. Science, 329(5987), 52-56. [14] Ariga, T., et al. (2020). The Minimal Cell: Constructing life from the bottom-up. Wiley. [15] 사도행전 1:3, 개역개정판. [16] Strobel, L. (2018). The Case for Christ: A Journalist's Personal Investigation of the Evidence for Jesus. Zondervan. [17] 요한복음 14:6, 개역개정판. [18] 사도행전 4:12, 개역개정판. [19] 요한복음 1:12, 개역개정판.
이 글을 보고 계신 여러분이 예수님을 믿지 않고 계시다면, 지금 바로 예수님을 여러분의 구세주이자 삶의 주인으로 영접하고 구원받으시기 바랍니다. 아래의 영접 기도문을 진실된 마음으로 따라 읽으시고, 기도하시기 바랍니다.
하나님 아버지 감사합니다.
저는 죄인입니다.
저는 그동안, 저를 창조하신 하나님을 모르고, 부인하고, 제 맘대로 제 뜻대로 살았습니다.
예수님을 믿지 않았던 저의 죄를 회개합니다.
하나님을 모르고 지었던 분노, 시기, 질투, 음란, 혈기, 용서 못함, 분쟁, 시기, 미움, 다툼, 욕심 나의 모든 죄를 눈물로 회개합니다. 예수님의 십자가 보혈로 깨끗이 용서하여 주세요.
이제 하나님 떠나 방황하며 고통하던 저를 다시 살리시기 위해 이 세상에 오셔서,
십자가에 피흘려 죽으시고, 부활하신 예수님을 저의 구세주로 저의 그리스도로 저의 삶의 주인으로, 제 맘 속에 진심으로 영접합니다.
지금 제 마음 속에 성령으로 들어오사, 영원히 다스려주시고 책임져 주시고 인도해 주옵소서.
날마다 회개하며, 세상 욕심 버리고, 하나님이 명령하신 모든 계명을 철저히 지키고 순종하며 살겠습니다.
절 구원하심을 믿고,
예수님의 이름으로 기도합니다.
아멘
이제 여러분은 하나님의 자녀가 되었습니다.
이번 주에 바로 가까운 교회에 꼭 등록하시고, 매일 회개하고 순종하면서 하나님이 이끄시는 삶을 사시길 바랍니다.
2-1. 신(하나님)은 과연 존재하는가? 신이 존재한다는 증거가 있는가?
4-1. 성경의 본질과 역사성에 대한 의문 (성경의 사실성)
4-2. 성경의 본질과 역사성에 대한 의문 (성경의 사실성)
4-3. 성경의 본질과 역사성에 대한 의문 (성경의 사실성)
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