모든 생물의 조상, 진핵세포 "루카"

"루카"는 (LUCA, Last Universal Common Ancestor)의 약자로 모든 현대 생명체의 마지막 공통 조상을 지칭하는데 사용된다.

진핵세포(Eukaryote)는 하나의 원핵세포에 다른 미토콘드리아라는 원핵세포가 포함된 특이한 구조를 가지고 있다.
보통 하나의 세포에 다른 세포가 들어가면 흡수되어 사라지기 때문이다.

 

엔도시미온트 사건

 

미토콘드리아가 세포 속에 들어간 사건, 즉 원시적인 진핵세포가 미토콘드리아의 조상인 세균을 내부 공생체로 받아들인 사건은 약 15억 년에서 20억 년 전 사이에 일어난 것으로 추정된다. 이 사건은 엔도시밸리온트설(Endosymbiotic theory)에 의해 설명되며, 이 이론에 따르면 산소를 사용하는 세균이 다른 원시 진핵세포 내로 들어가 공생 관계를 맺었고, 시간이 지나면서 미토콘드리아로 진화했다고 한다.

이 사건은 생명의 역사에서 매우 중요한 사건으로 간주되며, 진핵생물의 에너지 대사를 크게 변화시켜 진핵생물의 다양성과 복잡성을 증가시키는 계기가 되었다.

이렇게 들어간 미토콘드리아는 별도의 DNA를 가지고 있으면서 세포내에서 에너지를 생산하는 역할을 수행하고 있다.
이러한 일은 지구 역사 상 단 한번만 이루어졌으며 이렇게 만들어진 진행세포는 분열하면서 번식을 시작하였고 이후 진화의 역사를 통해 현재 지구상의 많은 후손을 남기고 있다. 따라서 지금의 모든 생물은 동일한 진핵세포로 구성되어 있다.

이러한 이유로 학자들은 진핵세포는 루카의 강력한 후보로 보고 있다.

 

세포내 공생설(Endosymbiosis)

세포 내 공생설은 서로 다른 성질의 원핵생물들이 생존을 위해 공존을 모색하다가 진핵생물로 진화하게 되었다는 가설이다. 다른 원핵생물에게 먹힌 원핵생물이 소화되지 않고 남아있다가 공생하게 된 것으로 생각된다고 린 마굴리스(Lynn Margulis)가 처음 주장하였다.

 

그 근거로 보는 것은 세포 내 공생하는 미토콘드리아와 엽록체의 형태이다. 미토콘드리아와 엽록체는 이중막 구조로 되어 있고 내막에는 원핵생물의 효소와 전자전달계가 존재한다. 외막은 세포막과 유사하다. 또한 미토콘드리아와 엽록체가 복제되는 형상이 원핵세포와 유사한 방식으로 분열되며 자신만의 DNA가 존재한다. 또한 자체적인 리보솜도 가지고 있어 단백질을 합성할 수 있는데, 뉴클레오타이드 서열, 항생제 감수성, 리보솜의 크기 등이 원핵세포와 유사한 점으로서, 세포 내 공생설을 뒷받침해주고 있다.

 

이기적 유전자에서 언급하는 바와 같이 우리 인간은 루카의 DNA를 후세에 전달하는 수많은 생명체 중 하나일 것이다.