모든 생물의 공통 조상
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현존하는 모든 생물의 공통 조상[1](영어: last universal ancestor, LUA 또는 영어: last universal common ancestor, LUCA, 혹은 cenancestor)은 현재 지구에 살아있는 모든 생물들의 공통 조상이다.[2] 모든 생물의 공통조상은 약 35억년에서 38억년 사이(고시생대)에 출현한 것으로 보고 있다.[3][4]
LUCA는 적어도 다중 조상들 모델보다 102860배나 더 가능성이 높다.[5] 단일 공통 조상에 대한 모델은 종간의 유전자 교환이 가능하다면 다중 조상들 모델보다 103489배나 더 가능성이 높다.[5]
특징[편집]
지구상에 살았던 모든 독립적인 생물들이 공유하는 특성들에 기초를 하여,[6][7][8][9] LUCA의 윤곽을 추론할 수 있다.
- 유전 암호는 DNA를 기반으로 한다.
- DNA는 4개의 뉴클레오타이드인 디옥시아데노신, 디옥시우리딘, 디옥시구아노신, 디옥시시티딘로 구성되며, 나머지 뉴클레오타이드는 배제된다.
- 유전암호는 3가지 뉴클레오타이드로 구성된 코돈으로 구성되며, 이로 인해 64개의 조합을 만들수 있다. 64가지중 20가지의 아미노산만이 이용되므로 같은 종류의 아미노산에 여러개의 코돈이 해당된다.
- DNA는 DNA 중합효소로 인해 이중나선으로 구성된다.
- DNA는 보존 효소들의 조합으로 관리되며, 여기엔 토포아이소머라아제, 리가아제와 다른 DNA 수리 효소들로 구성된다. 또한 DNA는 히스톤과 같은 응축 단백질로 보호받는다.
- 유전암호는 중개자로 단일 나선의 RNA를 사용한다.
- 유전 암호는 단백질을 생산한다.
- 모든 종류의 생물들은 단백질 작용의 결과물이다.
- 단백질은 자유 아미노산이 리보솜에서 mRNA, tRNA, 그리고 다른 관련 단백질을 번역하면서 조립된다.
- 글루코스는 에너지 원으로 쓰이며, 탄소는 오직 D-이성질체만 사용된다.
- ATP은 에너지 매개물로 사용된다.
- 수백개의 효소들이 화학반응에 촉매로 작용하여 지방, 당분, 아미노산으로부터 에너지를 뽑아내며, 또한 반대로 조합하기도 하며, 핵산은 임의의 화학 통로를 이용하여 조합한다.
- 세포는 물을 기반으로 한 세포질로 구성되어 있으며, 이는 이중 지질막으로 효과적으로 둘러싸져 있다.
- 세포 안에는 바깥에 비교할 때 소듐함량이 낮고 포타슘함량이 높다. 이런 농도는 특별한 이온 펌프로 유지된다.
- 세포는 세포 분열을 통한 복제로 증식된다.
가정[편집]

찰스 다윈은 1859년 종의 기원에서 보편적 공통 조상 이론을 내보였으며, 이렇게 말하고 있다 "그러므로 나는 아마 지구상에 살았던 모든 유기적인 존재가 지나간 처음 살았던 원시적인 형태가 존재할 것이라고 추측한다." 이 글의 마지막 문장은 이 가정을 고쳐 말한 것으로, "생물의 힘에 대한 위대함엔 몇 개 혹은 하나의 존재가 숨쉬고 있는 걸 볼 수 있다"[11]
LUCA가 가정되었을때, 분류학은 고균과 현재의 세포와의 유전적 간격이 오래전에 떨어졌음을 지적하고 있다. 이점은 알려진 모든 종류의 고균이 극단적인 환경에 견대면서 살아가는걸 본 과학자들은 열수 분출공에서 발전되어 갔다고 주장하였으며, 이는 현재도 매우 유력한 주장이다. 그러나 연구를 계속한끝에 고균들은 그보다 더 안전한 환경에서도 관찰되며, 많은 부분이 아직 밝혀지지 않았지만 고균이 박테리아보단 진핵 생물쪽에 좀더 가까운 분류라고 믿게 되었다.[12][13]
1998년 칼 워즈는 (1) 각각의 유기체들이 LUCA라고 볼 수 없으며, (2) 현대 유기체들의 유전자는 고대 유기체들의 수평적 유전자 이동에서 일어났다라고 주장했다.[14]2010년 위의 주장들을 기반으로 한 LUCA에 대한 공식적인 문제제기인[15]생명의 모든 분야에서 찾을 수 있는 광대한 분자에 대한 결론"이 출판되었는데,[16] 여기에선 LUCA의 등장을 넘어 유전자 이동을 포함하는 다양한 대안 가설에 대해 다루었다. 그러나, 이 문제제기는 유기체들의 커뮤니티에 대한 가정에 대해, LUCA가 없더라도 다른 장소와 시간에 다른 유전자 형을 가진 군락을 필요로 하는 모호한 면을 가지고 있다. 또한 이 문제제기도 독립된 생명체 군집이 한 종에게서 효율적으로 필수적인 유전 물질을 교환 받는 행위에 대해선 긍정하고 있음을 보여주고 있다.[15]
근원의 위치[편집]
대체적으로 진화의 나무에서 LUCA는 칼 우즈의 분자 연구에 기반을 한 "전통적 생명의 나무"에서의 박테리아, 진핵생물과 고균 가지의 뿌리에 위치하고 있다.[17] 뿌리가 어디에 속하느냐 대한 소수의 연구들은 제각각 달리 끝났는데, 즉 LUCA가 후벽균에 속하는가[18] 혹은 녹만균류에 속하냐가 있는데, 후자는 토마스 칼리버-스미스가 녹만균류가 진핵생물 + 고균류의 기반이 되면서도 박테리아에 속한다고 주장하고 있다.[19]
다음은 2006년 토머스 캐빌리어스미스가 제안한 생명의 나무 계통 분류이다.[20]
LUA |
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같이 보기[편집]
각주[편집]
- ↑ Pulves 외, 이광웅 외 역, 생명 생물의 과학, 2006, 교보문고, ISBN 89-7085-516-5- 제4부 진화의 과정 ~ 제5부 다양성의 진화에서 사용된 번역어
- ↑ Theobald, D. L. (2010). “A formal test of the theory of universal common ancestry”. 《네이처》 465 (7295): 219–22. doi:10.1038/nature09014. PMID 20463738.
- ↑ Doolittle, W. F. (2000). “Uprooting the tree of life” (PDF). 《Scientific American》 282 (6): 90–95. doi:10.1038/scientificamerican0200-90. PMID 10710791. 2011년 1월 31일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2011년 7월 29일에 확인함.
- ↑ Glansdorff, N.; Xu, Y; Labedan, B. (2008). “The Last Universal Common Ancestor: Emergence, constitution and genetic legacy of an elusive forerunner”. 《Biology Direct》 3: 29. doi:10.1186/1745-6150-3-29. PMC 2478661. PMID 18613974.
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- ↑ Wächtershäuser, G. (1998). “Towards a reconstruction of ancestral genomes by gene cluster alignment”. 《System. Appl. Microbiol.》 21 (4): 473–477. doi:10.1016/S0723-2020(98)80058-1..
- ↑ Gregory, Michael. “What is Life?”. Clinton College. 2007년 12월 13일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2010년 3월 1일에 확인함..
- ↑ Pace, Norman R. (2001). “The universal nature of biochemistry”. 《Proceedings of the National Academy of Sciences》 98 (3): 805–808. Bibcode:2001PNAS...98..805P. doi:10.1073/pnas.98.3.805. PMC 33372. PMID 11158550..
- ↑ Wächtershäuser, G. (2003). “From pre-cells to Eukarya — a tale of two lipids”. 《Mol. Microbiol.》 47 (1): 13–22. doi:10.1046/j.1365-2958.2003.03267.x. PMID 12492850..
- ↑ Marshall, Michael. “Life began with a planetary mega-organism”. New Scientist..
- ↑ Darwin, C. (1859). “종의 기원”. John Murray: 490.
- ↑ Xie Q; Wang Y; Lin J; Qin Y; Wang Y; Bu W (2012년 1월). “Potential Key Bases of Ribosomal RNA to Kingdom-Specific Spectra of Antibiotic Susceptibility and the Possible Archaeal Origin of Eukaryotes” (PDF). 《PLoS ONE》 7 (1). PMID 3256160.
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- ↑ Cavalier-Smith T (2006). “Cell evolution and Earth history: stasis and revolution”. 《Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci》 361 (1470): 969–1006. doi:10.1098/rstb.2006.1842. PMC 1578732. PMID 16754610.