미토콘드리아

그림 목록 (6) | 감사의 말 (8)
서론 미토콘드리아: 세상의 숨은 지배자 (13)

제1부 희망적인 괴물: 진핵세포의 기원 (39)
1. 진화의 가장 깊숙한 틈새 (50) | 2. 조상을 찾아서 (66) | 3. 수소가설 (86)

제2부 생명의 힘: 양성자 동력과 생명의 기원 (107)
4. 호흡의 의미 (114) | 5. 양성자 동력 (135) | 6. 생명의 기원 (149)

제3부 내부자 거래: 복잡성의 기초 (165)
7. 왜 세균은 단순한가? (177) | 8. 미토콘드리아와 복잡성 (201)

제4부 거듭제곱 법칙: 크기와 복잡성 (229)
9. 생물학의 거듭제곱 법칙 (238) | 10. 정온동물의 대변혁 (269)

제5부 타살 또는 자살: 개체의 불안한 탄생 (285)
11. 몸 안의 충돌 (299) | 12. 개체의 형성 (322)

제6부 양성 간의 전쟁: 고인류학과 성의 본질 (341)
13. 성의 불균형 (347) | 14. 고인류학이 알려준 성의 일면 (362) | 15. 양성이 있어야만 하는 이유 (386)

제7부 생명의 시계: 미토콘드리아와 노화 (399)
16. 미토콘드리아 노화이론 (407) | 17. 자가조정장치의 소멸 (429) | 18. 노화의 치료법? (448)

에필로그 (463) | 옮긴이의 말 (478) | 용어풀이 (483) | 더 읽을거리 (489) | 찾아보기 (515)

이야기는 여기서 끝나지 않는다. 이제부터 깜짝 놀랄 만한 결말이 기다리고 있다. 유전자 수평이동으로 두 꾸러미의 유전자를 얻게 된 메탄생성고세균은 이제 무엇이든지 할 수 있게 되었다. 주위로부터 양분을 흡수할 수도 있고 그 양분을 발효시켜 에너지를 만들 수도 있게 되었다. 미운 오리 새끼가 백조로 변한 것처럼 메탄생성고세균도 더 이상 메탄생성고세균으로 있을 필요가 없어졌다. 한때는 유일한 에너지 공급원에 갇혀 메탄만 생산하며 살았지만 이제는 자유롭게 돌아다닐 수 있게 된 것이다. 산소가 풍부한 환경도 피할 필요가 없었다. 더군다나 산소가 풍부한 환경에서 어슬렁거리며 다니면 몸속에 있는 알파프로테오박테리아가 산소를 이용해 더 많은 에너지를 효과적으로 생산할 수 있어 더 큰 이득이 되었다. 이제 숙주세포(더 이상 메탄생성고세균이라고 부를 이유가 없다)에게 필요한 것은 수도꼭지인 ATP 펌프뿐이었다. 이 수도꼭지를 알파프로테오박테리아의 막에 꽂기만 하면 온 세상이 자신의 무대가 될 것이다. ATP 펌프야말로 진핵생물의 진정한 혁신적인 창조물이며, 우리가 서로 다른 진핵생물 무리의 유전자 서열을 신뢰한다면 ATP 펌프는 진핵생물이 연합을 시작한 초기에 만들어졌다.
생명과 우주와 만물, 다시 말해서 진핵세포의 기원에 대한 해답은 결국 단순한 유전자 이동으로 끝이 난다. (100쪽)

세균은 기본적으로 양성자 동력을 이용한다. ATP를 보편적인 에너지 통화라고 하지만 세포의 모든 곳에서 쓰이지는 않는다. 세균의 항상성 유지(세포 안팎으로 물질을 능동수송하는 것)와 운동(편모를 이용한 추진력)에는 ATP보다는 주로 양성자 동력이 쓰인다. 이처럼 생명유지를 위해 꼭 필요한 곳에 양성자 동력이 쓰인다는 사실에서 호흡연쇄가 ATP 합성에 필요한 것보다 더 많은 양성자를 내보내는 이유가 설명되며, 이와 함께 전자 한 개가 호흡연쇄를 통과할 때 만들어지는 ATP 분자가 몇 개인지 결정할 수 없는 이유도 설명된다. 양성자 동력은 ATP 합성뿐 아니라 여러 면에서 생명현상의 밑바탕이 된다. 그리고 지금까지 드러난 것은 아주 일부에 불과하다. (147쪽)

처음에는 ATP의 중요성을 받아들인 사람이 그리 많지 않았다. 그러나 1930년대에 코펜하겐에서 이루어진 프리츠 리프만Fritz Lipmann과 헤르만 칼카르Herman Kalckar의 연구를 통해 ATP의 중요성이 확립되었으며 1941년에 (이번에는 미국에서) 이들은 ATP가 생명의 ‘보편적인 에너지 통화’라고 선언했다. 1940년대라는 것을 감안하면 쉽게 역풍을 맞을 수도 있고 경력에도 누가 될 수 있는 대담한 주장이었을 것이다. 그러나 놀랍게도 이 주장은 기본적으로 옳았다. ATP는 식물, 동물, 균류, 세균 할 것 없이 모든 종류의 세포에서 발견되었다. 1940년대에는 ATP가 발효와 호흡을 통해서만 만들어지는 것으로 알려졌지만 1950년대에는 여기에 광합성이 보태졌다. 광합성으로 ATP를 생산할 때는 태양에너지가 이용된다. 그러므로 생명의 3대 에너지 경로인 호흡, 발효, 광합성에서 모두 ATP가 생산된다는 사실은 생명의 기본적인 통일성을 보여주는 또 다른 뜻 깊은 본보기다. (128~129쪽)