생명과학 ② 9-2. 원시 생명체, 콜로이드, 마이크로스피어, 진핵생물

▎생명과학 ② 9-2. 원시 생명체, 콜로이드, 마이크로스피어, 진핵생물

1) 원시 생명체의 탄생

① 코아세르베이트 : 오파린은 유기물이 물과 함께 액상의 콜로이드 상태를 이루며 막에 싸인 유기물 복합체를 형성하였을 것으로 가정하고, 이를 코아세르베이트라고 명명하였다.

코아세르베이트

친수 콜로이드에 다른 이물질을 첨가하거나 온도를 변동시키면, 콜로이드가 풍부한 액체상과 빈약한 액체상으로 분리되는데, 콜로이드 농도가 높은 쪽의 액상을 코아세르베이트(coacervate), 콜로이드 농도가 낮고 코아세르베이트와 평형상태에 있는 액상을 평형액(平衡液)이라고 한다. 대부분의 경우 코아세르베이트는 연속된 액층(液層)으로 분리되지 않고, 평형액 속에서 부유(浮遊)하는 현미경적 또는 육안으로 구별되는 작은 물방울로 형성된다. 또, 코아세르베이트는 물과 페놀, 젤라틴 수용액과 알코올의 혼합액 등으로 형성되는 단순 코아세르베이트, 젤라틴과 아라비아 고무의 수용액과 같은 2종 이상의 하전입자(荷電粒子)의 접근에 의한 복합 코아세르베이트로 분류된다. 단순 코아세르베이트의 안정성은 물방울 경계면의 표면장력에 의해서 결정되지만, 단백질이나 기타 고분자 물질의 다 성분 복합 코아세르베이트에서는 안정성의 조건이 복잡하여 온도, 정전기적 인자(靜電氣的因子) 외에 수소결합, 소수결합(疎水結合) 등도 관여한다. 코아세르베이트는 일반적으로 유동성, 일정한 내부구조, 광학적 등방성, 공포(空胞)의 발생 등의 특성을 보이며, 색소에 의해서 염색된다. 복합 코아세르베이트는 역학적으로 견고한 경계면을 가지며, 미셀상(狀)으로 배향한 막의 형성을 확인할 수 있는 것도 있다. 또 각종 계면현상 특히 평형액 속에서 물질의 선택적 흡착 등이 일어난다. A.I.오파린은 원형질이 콜로이드 화학적으로 보아 다 성분 코아세르베이트라는 사실에서, 그리고 생명의 발생과정에서 코아세르베이션이 중요한 구실을 했다고 추정하고 있다. 특히 원시해양의 물질조성이 코아세르베이트 형성의 조건과 본질적으로 차이가 없는 점, 1 %의 젤라틴 용액에서도 형성되듯이 코아세르베이션이 농도가 낮은 고분자 유기물질의 상온에서의 농축수단으로서 매우 효과적이라는 점 등이 그 반증으로 거론된다. 세포의 모델로서 단백질 · 핵산(核酸) · 다당류 · 지질(脂質) · 무기염 등을 함유하는 여러 가지 다 성분 코아세르베이트를 만들 수도 있고, 또 활성 효소를 함유하는 코아세르베이트 생성에도 성공하였다. 또, 액적 속에 다른 작은 방울을 포함하는 이중 코아세르베이트도 형성할 수 있는데, 이것은 핵 ·인(仁) ·세포 내 과립(顆粒) 형성을 설명해 준다.

ⓐ 콜로이드 입자가 서로 결합하여 간단한 막으로 둘러싸인 작은 액체 방울형태

ⓑ 주위와 독립된 구조이다.

ⓓ 주위의 물질을 흡착 - 지질을 흡수하면 선택적 투과성을 지닌 단백질과 지방의 이중층을 형성

ⓔ 핵산, 효소, ATP등이 존재할 때 - 흡수, 생장, 분열 등이 나타남

콜로이드

교질(膠質)이라고도 한다. 물질이 분자 또는 이온상태로 액체 중에 고르게 분산해 있는 것을 용액이라고 하는데, 이것에 대해서 보통의 분자나 이온보다 크고 지름이 1nm~1m 정도의 미립자가 기체 또는 액체 중에 응집하거나 침전하지 않고 분산된 상태를 콜로이드 상태라고 하며, 콜로이드 상태로 되어 있는 것 전체를 콜로이드라고 한다.

② 코아세르베이트는 주변으로부터 물질을 흡수하고 커지며 분열도 하는 특성을 나타내는데, 오파린은 이러한 코아세르베이트의 구조가 복잡해지면서 스스로 증식할 수 있는 원시 생명체가 나타났을 것이라고 주장하였다.