지구의 산소생명체 - 엽록체, 적혈구, 비타민

엽록체와 적혈구

식물이 녹색인 것은 광합성을 하는 엽록체가 있기 때문이다. 세포 내 소기관인 엽록체 내에 있는 엽록소라는 색소가 태양빛을 흡수하는데 이때 녹색을 반사시켜 녹색을 띠는 것이다. 

 

엽록소의 구조는 질소 오각형에 가운데 마그네슘 원자가 들어있는 모양이다. 햇빛이 마그네슘 원자에 부딪치면 그 에너지를 흡수하하고 전자가 하나 튀어나온다. 이것이 광합성 과정이다. 

 

피가 붉은색인 것은 적혈구가 있기 때문이다. 적혈구 내에 헤모글로빈이 있는데 헤모글로빈 하나가 산소분자 4개를 운반할 수 있고 적혈구 세포 하나는 이 헤모글로빈을 2.8억개 정도 가지고 있다. 

 

헤모글로빈의 구조는 질소 오각형 가운데 철 원자가 들어있는 모양이다. 비타민 B12도 비슷한 구조로 이루어져있는데 비타민 B12는 질소 오각형 가운데 코발트가 들어있는 모양이다. 비타민B12는 세포의 DNA를 합성할 때 쓰이며 적혈구를 만드는 과정에도 반드시 필요한 성분이다. 

 

여성의 빈혈 유병률은 남성보다 5배이상 높은데, 이는 월경과 임신으로 철분 과다손실이 발생하기 때문이다. 또는 철분 부족 대신 비타민B12의 흡수장애가 원인일 때도 있다.

 

생명체와 산소 

엽록소와 헤모글로빈에 있는 유사한 구조를 포르피린이라고 하며 지구의 산소 생명체가 비슷한 조상에서 기원했음을 시사한다. 오각형 구조 내에 있는 금속원자는 산소와의 친화력이 아주 커서 산소운반에 특화되어있다. 처음에는 몸속에 발생한 유해한 산소를 없애기 위해 이 구조가 필요했을 것이다. 노화의 주원인인 활성산소는 산소군 특유의 높은 반응성 때문에 세포 소기관들에 데미지를 입힌다.  

 

그런데 이 포르피린 구조는 빛을 받으면 전자를 방출하는 특성도 갖고 있다. 이 전자는 빛 에너지를 생물의 활동에너지로 쓸 수 있게 해주는 매개체로 이것이 고도화된 것이 ATP다. 포도당을 분해하여 나온 에너지로 ATP를 합성하고 이 ATP가 생체 배터리처럼 기능하며 몸 여기저기에 에너지를 공급한다. 

 

미토콘드리아라는 세포내 기관은 포도당 한분자로 34개나 되는 ATP를 만들어 낼 수 있는데 이 과정에서 산소가 필요하다. 원시시대의 미토콘드리아는 자기 고유 DNA를 갖고 있는 별개 생물로 추정되고 있다. 생물의 에너지기관인 미토콘드리아가 세포내에 융합되어 공생체로 살게되면서 지구 생명체들은 빵빵한 에너지로 활동할 수 있게 됐다. 이 때부터 산소는 지구 생물의 필수물질이 된 것이다.

 

건강에 좋은 유산소운동, 그리고 호흡이 생명체의 근원이 된 것은 이같은 과정에서 시작되었다.

 

엽록소 구조

헤모글로빈 구조

비타민 B 구조