미토콘드리아의 이해

미토콘드리아 (mitochondria) 는 내부 구조가 마치 끈을 말아 놓은 것 같다고 하여 붙여진 이름으로 고대 그리스어 (mitos: 끈 + chondros: 낱알)에서 따왔다.

우리가 살아가기 위한 에너지를 만드는 곳이 바로 미토콘드리아이다.

 

우리가 음식물을 섭취하면 그 음식물을 바로 에너지로 사용할 수 없어서, 소화 작용을 거쳐 음식물을 아주 작게 부순다.

'포도당'의 상태까지 부서진 것을 산소를 이용해 먹이를 분해하여 ATP(Adenosine Tri-Phosphate, 아데노신 3인산)라고 하는 에너지 형태를 만들어내는 곳이 ‘세포의 발전소’로 불리는미토콘드리아이다.

이 미토콘드리아의 세포호흡 덕분에 먹은 음식의 에너지보다 15배나 많은 에너지를 얻고, 각 세포는 이 에너지를 받아서 우리 몸의 기능을 유지한다.

세포적 작용으로 미토콘드리아가 ATP를 만들어 낸다는 것도 흥미롭지만,

유전적으로 봤을 때 미토콘드리아의 흥미로운 점은 모계 유전이 된다는 점이다.

 

미토콘드리아가 모계 유전되는 이유는

난자는 30만개, 정자는 150개 정도의 미토콘드리아를 가지고 난자와 정자가 만나는데,

수정을 하면 정자가 가지고 온 미토콘드리아는 난자가 모두 부숴버리고 난자에 있는 미토콘드리아만이 남는다.

일종의 자기 몸에 이 물질이 들어온 것에 대한 거부반응인 셈이다.

 

그래서 생겨난 자식의 체세포 속에는 어머니의 미토콘드리아만이 있게 된다!

이것이 바로 미토콘드리아의 모계성 유전이다.

 

다시 말하면 어머니와 아버지에게서 핵 안의 염색체(유전인자)는 똑같이 반반씩 받으나(핵유전이라 함) 세포질에 있는 미토콘드리아는 오직 어머니에게서만 받는 것이다.

 

이런 일은 사람뿐만 아니라 모든 생물에서 똑같다.

 

결국 내가 가지고 있는 미토콘드리아는 모두 외조모의 것이 어머니에게로, 어머니의 것이 내게로 내려온 것이다!

 

지고지순한 모정(母情)은 아마도 미토콘드리아 때문일 것이다.

 

그리고 사람의 미토콘드리아 DNA가 모계를 통해서만 전해진다는 점에 근거하여 가계도를 거슬러 올라가보면,

 

1974년 아프리카 에티오피아에서 발견된 화석은 320만 년 전의 성인 여성의 뼈로서 인류 최초의 직립인간 (Homo Sapiens Erectus)으로 확인되었고 발견한 고고학자 도널드 요한슨은 "루시(Lucy)" 로 이름 지었다.

존 거쉬 미국 시각예술가가 인류의 조상인 '호미닌(hominin)' '루시'를 실물 크기의 형상으로 만들었다. 사이언스 제공

루시 발견 이후 1992년 에티오피아 아와쉬 강에서 440만년 전 '아르디피테쿠스 라미두스',

2002년 아프리카 두라브 사막에서 발견된 700~600만 년 전 '사헬란트로푸스 차덴시스' 등 고인류 화석이 발견되며 인류의 역사를 앞당겼다.

 

고고학적으로도 인류는 아프리카에 살았던 한 여성으로부터 시작되었음을 알게 되었고, 여기에 근거하여 ‘아프리카 이브’가 등장하였다.