[논제(1)] 아래 글은 노화의 원인에 관한 여러 이론들을 설명해 놓은 글이다. 글을 읽고 자기가 지지하는 이론을 하나 혹은 그 이상을 선택해 노화의 원인을 설명하는 글을 작성해 보시오.

[논제(2)] 복제 양 돌리는 1996년 7월 로슬린 연구소에서 사상 첫 체세포 복제 동물로 태어나 세계적 화제를 불러일으켰다. 다른 양의 젖샘세포를 이용해 복제된 돌리는 1999년부터 조로 현상이 나타났으며 6년 정도 살다 진행성 폐질환을 앓고 있는 것으로 확인돼 안락사 당했다. 돌리가 자신의 수명을 다하지 못한 이유를 노화의 원인에 대한 여러 이론 중에 근거를 들어 설명하시오.

▼제시문▼

(가) 노화

노화란 세월의 흐름에 따라 일어나는 신체의 모든 생리적 변화를 통칭하는 것으로, 특히 근육조직과 연결조직 등에서 퇴화현상이 뚜렷이 나타난다. 나이가 들어가면 에스트로겐, 테스토스테론 등과 호르몬 시스템의 활성이 저하되어 평활근이나 심장근의 경우 근육의 질량이 점점 감소되어 연동이나 탄성이 저하된다. 반면 체지방과 수분은 증가되므로 노인들은 젊은이와 같은 운동력을 발휘할 수 없게 된다.

또한 콜라겐, 엘라스틴이 주성분으로 되어 있는 연결조직에도 많은 생리적 변화가 일어난다. 나이가 들면 새로운 콜라겐의 생성은 급격히 감소되고 이미 생성된 콜라겐도 탄력을 잃은 딱딱한 형태로 변화한다. 이 결과 호르몬, 영양분 등은 연결조직을 쉽게 통과할 수 없게 된다. 뼈는 쉽게 부서지고 피부는 탄력성을 잃고 색소침착, 건조, 상처치료지연, 색소세포 감소, 피하지방 감소 등으로 주름살이 지고, 거칠어지고, 두께 또한 얇아지며, 결과적으로 체온 보호 효과도 상실된다.

(나) 체세포 돌연변이설(Somatic Mutations)

정확히 복구되지 않는 DNA 복제 오류가 궁극적으로 세포의 생존을 침해한다는 설이다. (라) 제시문에 나오는 오류설의 일종. 돌연변이가 생체 내에 발생하고 이 결과들이 쌓여 노화의 원인이 된다는 이론이다. 돌연변이는 방사선 실험에 의해 동물과 세포에서는 쉽게 생성될 수 있지만, 게놈의 이런 변이는 수명에 일관된 영향을 미치진 않는다.

(다) 노화예정설(Programmed Aging)

우리에게 일어나는 노화현상이 미리 프로그램 되어 있는 것이라는 이론이다. 표피 세포의 경우 피부 표면에 존재하는 무핵 표피물이 유전적으로 사멸해 가는 프로그램을 보여준다. 이 개념은 듣기에 매력적이지만, 이 이론을 증명하거나 구체적으로 반증할 실제 실험적인 방안을 찾아내기가 어렵다. 결론적으로 말하자면, 세포가 시간이 지남에 따라 노화한다는 점에는 의심에 여지가 없지만 이 현상에 대한 정확한 증명이 힘들다는 것이다. 이 경우에는 많은 노화의 요인들이 동시적으로 혹은 순차적으로 관여될 가능성이 있다.

(라) 과오설(오류 축적 이론)

노화가 계획된 과정이 아니라, 생체에서 반복해서 일어나는 정보 전달 과정이나 단백질 합성 과정에서 어떤 오류가 발생하고 그 오류가 축적되어서 결국 노화가 발생한다는 이론이다. 이 과오설에서는 특히 자유기 이론(유해산소 이론)이 각광을 받고 있다. 이 외에도 세포나 조직의 중요 부분이 마모되어 버린다는 마모설, 기초산소 이용률이 높아지면 수명이 짧아진다는 대사설, 단백질들이 교차결합함에 따라 세포와 조직의 기능이 떨어진다는 교차결합설, 단백질 생합성능에 손상이 초래되면 이상 단백질이 만들어져 개체에 치명적 위해를 초래한다는 과오 충격설, 돌연변이가 누적되어 세포의 기능을 저하시킨다는 변이설 등 여러 가지가 있다.

(마) 조로증

조로증 환자는 노화를 촉진하는 유전자를 가지고 있는데, 이를 연구하면 노화를 조절할 수 있을 방안을 찾을 수 있을 것으로 여겨진다. 조로증의 하나인 워너증후군(Warner syndrome)은 20세경에 발병하며 이때부터 노화가 보통 사람의 2배 이상 빠르게 진행되어 40세쯤 죽게 된다. 세포 수명도 정상세포의 절반 이하. 이 병은 유전자의 본질인 DNA의 2중 나선을 푸는 효소 유전자 이상 때문으로 밝혀졌다.

(바) 텔로미어설

요즘 주목받는 이론이다. 텔로미어는 염색체(DNA) 말단에 TTAGGG 염기서열이 여러 번 반복되는 부위로, 세포분열 때마다 50bp씩 짧아지는 현상 때문에 ‘세포시계’로 불리기도 한다. 이 텔로미어가 더 이상 짧아질 수 없으면 세포분열이 중지되거나 세포사(細胞死)하게 되는 것이다. 텔로미어를 통해 인간의 수명을 제한하는 유전자 프로그램이 작용한다고 볼 수 있다.

(사) 세포사(apotopsis)설

사람의 손 모양이 만들어지게 위해 손가락 사이의 세포가 사멸하거나 올챙이 꼬리 세포가 세포사하여 없어지는 것에서 보듯, 발생 단계에서 세포가 죽는 세포사가 있다. 또 바이러스의 침입을 받은 세포와 더불어 DNA 손상이 복구되지 못한 세포가 세포사하는 것도 역시 유전자의 명령에 따르는 것. 노화와 죽음이 프로그램 되었다는 설을 뒷받침한다.

(아) 유해산소설

노화가 프로그램 되었다는 설을 부정하는 ‘비 프로그램설’ 중 하나. 미국과 일본 등지에서 최근 가장 주목받는 이론이다. 우리는 호흡으로 얻는 산소로 음식을 태우고 에너지를 얻는다. 산소는 최종적으로 환원돼 물이 되는데 이중 10%가량의 산소는 완전하게 환원되지 않고 과산화수소, 슈퍼옥사이드, 히드록시 래디컬 등의 활성산소가 된다.

활성산소는 반응성이 강하고 생체에 해를 미치는데, 이 활성산소가 노화를 일으킨다는 것. 활성산소는 성인병과 각종 암의 발생 원인으로도 꼽히고 있다. 이 이론은 이미 1950년대 중반 미국의 덴햄 하먼이 ‘산소 자유기(free radical) 이론’을 통해 제안했다. 오랜 세월 무시당하던 이 이론이 최근 이를 뒷받침하는 다양한 연구결과가 나오면서 유력한 노화의 원인으로 떠오르고 있다.

유해산소는 인체 안에서 뿐 아니라 외적 요인, 즉 각종약물, 화합물, 방사선, 환경오염물질 등에 의해서도 발생해 유전자의 손상을 가져온다. 젊을수록 자유기에 대항하는 노화방지물질은 많지만, 나이가 들수록 노화방지 물질이 현저히 줄어드는 현상이 발견됐다.

(자) 교차결합설

콜라겐 등 단백질 분자들이 결합하는 과정에서 노화가 촉진된다는 이론이다. 콜라겐은 장기의 강도나 탄탄함, 탄력성을 정하는 결합조직의 주성분. 결합조직은 나이가 들수록 굳어져서 탄력성을 잃어 가는데, 이는 콜라겐을 이루는 분자와 분자가 결합하기 때문에 생기는 것으로 여겨지고 있다. 이러한 결합이 개별 단백질 분자의 활동을 억제시켜 노화를 일으킨다는 것이다.

세포 밖에 있는 콜라겐의 노화가 세포 내부에 영향을 미치는 것으로 보고 있다. 동맥경화, 골다공증, 관절염 등 주요한 노인병에는 콜라겐이 관계하고 있다는 것. 오랜 시간이 지나면 금속이 녹이 스는 것과 마찬가지 이치다.

또 교차결합은 단백질분자 사이뿐 아니라 DNA와 단백질, DNA와 DNA 사이에서도 발생할 가능성이 있는데, 이러한 교차결합을 차단하는 효소만 발견하면 수명연장이 가능하다고 보는 학자도 있다.

▼배경지식▼

■ 텔로미어설

텔로미어란 ‘끝’을 의미하는 그리스어 telos와 ‘부위’를 뜻하는 meros의 합성어. 즉, 진핵생물의 염색체 양 끝의 일부분을 말하는데 염색체(DNA) 말단에 TTAGGG 염기서열이 여러 번 반복되는 부위로, 독특한 구조와 길이를 지니고 있어서 염색체의 말단 부위가 분해되거나 염색체끼리 서로 융합하지 못하게 하는 역할을 한다. 세포시계라 불리는 텔로미어가 더 이상 짧아질 수 없으면 세포분열이 중지되거나 세포사가 일어난다.

즉, 인간의 세포는 분열할 때마다 그 끝부분의 일부가 복제되지 않아 텔로미어 길이가 조금씩 짧아져 일정 기준 이하가 되면 세포 분열이 멈춰지고 세포의 노화가 초래된다. 이러한 텔로미어는 세포 수명의 척도가 되는 세포의 노화시계라 할 수 있다. 그러나 줄기세포는 아주 천천히 노화하며 생식세포는 전혀 노화하지 않는다. 암세포도 끊임없이 분열만 한다. 왜 그럴까? ‘텔로머라제’라 불리는 효소가 작용하고 있기 때문이다.

텔로머라제란 짧아진 텔로미어를 연장하는 효소로 암세포, 생식세포, 줄기세포 등에서 발견된다. 텔로머라제는 그 분자 안에 ‘CAAUCCCAAUC’라는 11개 염기로 이루어진 RNA를 가지고 있다. 염기는 A와 T 또는 U, C와 G가 상보적으로 쌍을 이루는 구조로 되어 있다. 결국 텔로머라제의 11개의 염기는 텔로미어의 염기 배열과 쌍을 이루는 구조로 되어 있다. 텔로머라제는 11개 염기 중 처음 5개 염기를 이용하여 텔로미어에 달라붙는다. 다음에 뒤의 6개 염기와 쌍을 이루어 염기를 세포내에서 모음으로써 6개씩 텔로미어를 늘려나간다

결국 텔로머라제는 진시황이 그토록 애달프게 찾던 불로초가 아닐까 싶다. 물론 계속 사회적으로 이슈가 되고 있는 줄기세포도 불로초의 가능성을 지니고 있는 물질이다. 그러나 세포 밖에서 텔로머라제 유전자를 삽입한다는 방법은 현실적이 아니다. 60조 개나 되는 사람의 세포 하나하나에 텔로머라제 유전자를 넣는 것은 기술적으론 불가능하다. 세포 속에는 텔로머라제 유전자가 존재하지만 유전자의 기능이 ‘OFF’, 즉 정지되어 있다. 과학자들은 텔로머라제 유전자를 ‘ON’ 하는 방법을 찾는 것이 불사의 길로 가는 첩경일 것이다.

남궁원 파사쥬 논술 대표강사· NKES 대표

이정근 파사쥬 논술 대표강사·NKES 통합논술 수리강사

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▼논제▼

[문제(1)] 제시문 (가)와 (나)의 자연 현상에 대한 관점을 비교하라. (200자 내외)

[문제(2)] [문제(1)]에서의 논의를 통해 제시문 (다)의 상황을 해석하라. (400자 내외)

[논제] 비평형 열역학과 사회 정의의 차원에서 ‘체임벌린의 재산권’을 논하시오. (1600자 내외)

[제시문은 9월 26일자 2면 또는 이지논술 사이트 참조]

▼학생글▼

■ 정은기·경기 진성고등학교 2학년

①오래전부터 사회정의 즉, 부의 평등을 실현하는 방법으로 자유경쟁체제냐, 복지체제냐에 따라 많은 논의가 있어 왔다. ② 역사적으로도 아담 스미스의 산업자본주의에서 케인스의 수정자본주의 그리고 최근에는 다시 신자유주의가 등장하며 시장에의 개입정도에 팽팽한 줄다리기가 이어지고 있다. ③ 둘 다 장점이 있어 쉽게 어느 쪽이 우세하다고 말할 수 없는 상태에서 어느 잣대로 체임벌린의 재산권이 사회정의에 비추어 정당한지 논의 할 수 있을까? 논의에 앞서 먼저 중심 논의 대상이 되는 '정의롭다'가 어떤 의미를 가지는지 짚고 넘어가야 할 필요성이 있다.

④ 정의롭다는 말 속에는 모두에게 공정한 분배인 평등을 의미한다. 이를 ⑤ 엔트로피 제2법칙,'모든 것은 섞이는 방향으로 진행한다'로 나타내자면 ⑥ 평등은 무질서도가 최대가 되어 모든 것이 골고루 분배된 상태로 표현 될 수 있다. 따라서 정의롭게 하려면 엔트로피 법칙처럼 고르게 퍼지는 방향으로 부가 분배되게 자연 그대로 놓아두어야 한다. 이를 시장에서는 자유경쟁체제가 자유롭게 놓아두는 것에, 부를 섞어주는 요인이 열의 이동이 아닌 가격이 담당하게 된다. 엔트로피의 관점에서 보자면 가격의 인위적 조정으로 무질서도의 증가를 방해하는 복지사회보다 개인의 자유의지로 행동하는 완전한 자유경쟁체제에서 더 효과적인 부의 배분이 이루어 질 수 있다고 보는 것이다.

⑦ 체임벌린의 재산권의 정당성에 대해서도 엔트로피의 관점에서 볼 수 있다. 체임벌린에게 부가 집중되어, 평등한 상태에서 질서가 생겨난 것도 무질서의 요동에서 일시적 질서가 발생된 자연스러운 결과이다. 열린계에서는 한쪽의 엔트로피가 늘어나면, 그 반동으로 다른 엔트로피가 줄어든다. 그러나 엔트로피의 흐름에 반대로 간 결과이기 때문에 전체적으로는 더 큰 엔트로피 증가를 불러일으킨다. 체임벌린의 수입도 자유 경쟁체제 내에서는 체임벌린의 시장가격이 인기가 낮아짐에 따라 점차 낮아지는 등으로 결국 무질서의 상태로 가게 될 것이다. 체임벌린이 이 질서를 지키려 애써도 엔트로피 흐름에 역행하는 행동이기 때문에 오히려 엔트로피는 더욱 늘어날 뿐이다. 따라서 이 재산권은 무질서의 요동으로부터 자연적으로 생겨났고, 결국 평등한 상태로 진행한다는 점에서 정당하다고 볼 수 있다.

⑧ 물론 체임벌린과 구단이 임의로 가격을 정했기 때문에 정당하지 않다고 보는 사람도 있을 것이다. 그러나 눈에 보이지 않는 암묵적 동의도 있었기 때문에 시장가격이 형성된 것이다. 체임벌린은 나름대로 이제까지의 시장가격을 고려해 구단과 협상했고, 사람들은 그 가격에 동의 여부에 따라 입장권 구매를 달리 함으로써 의사를 표출해, 시장가격은 체임벌린이 구단과 재계약 할 때마다 구단의 수익 증감으로 조정될 것이기 때문이다. 또한 정부의 적절한 개입으로 일부 엔트로피를 낮추어 전체적으로 더 큰 엔트로피 증가를 가져올 수 있지 않겠느냐 라고 할 수 있다. 그러나 정부가 시장가격을 형성함으로써 자유로운 가격 형성이 가져오는 엔트로피 증가율을 저해함으로 거시적으로 봤을 때는 개입이 엔트로피 증가를 억제하는 역할을 주로 하게 될 것이다.

⑨ 정부 개입의 문제점들을 참조해 결론을 내리자면 사회정의를 위해 평등한 부의 분배를 담당하는 역은 완전한 자유 경쟁 체제여야 하고 이 체제로 체임벌린의 재산권을 평가하자면 체임벌린의 권리는 정당하다. 가장 중요한 것은 결국 사회 정의 실현의 목적은 평등한 부의 분배인 만큼 새로운 질서가 출현해도 엔트로피 제2법칙에 따라 무질서의 평등을 이룩해야 한다는 것을 간과해서는 안 될 것이다.

▼첨삭지도▼

이번 논술은 열역학적 평형상태에 대한 상반된 시각을 바탕으로 시장에서의 자원배분 상황을 해석하고 재산권의 정당성을 평가하라는 요구사항을 담고 있다. 이 문제는 과학적 이론을 바탕으로 인문·사회적 문제를 해결할 수 있는 통합교과형 논술문제이다. 그리고 암기된 과학지식이 없더라도 제시문을 읽고 이해할 수 있는 능력만 있다면 충분히 그 논지를 파악하고 주어진 요구사항들을 해결할 수 있는 수준으로 출제하였다.

① 부의 분배는 사회정의를 실현하는 요소 중 하나일 뿐 사회정의 그 자체는 아니다. 따라서 “오래전부터 사회정의를 실현하는 요소 중 하나인 부의 분배에 대한 논의가 진행되어 왔다. 시장자율에 입각한 자유경쟁체제와 국가의 인위적 개입에 의한 복지체제가 그 대표적인 주장들이다”로 수정하면 된다. ② 일반적으로 아담 스미스의 학설을 자유방임주의라고 지칭하는데 산업자본주의라는 잘못된 용어를 사용하였다. ③ 서론에서 본론으로 넘어갈 때 의문형을 사용하는 것은 좋은 표현방법이 아니다.

④ 대표적인 비문이다. “정의롭다는 말 속에는 모두에게 공정한 분배를 뜻하는 평등의 의미가 포함되어 있다”로 수정해 주어야 한다. ⑤ 엔트로피 제2법칙이 아니라 열역학 제 2법칙이라고 서술해야 한다. 전문용어를 정확하게 이해해야만 답안작성에서 실수를 줄일 수 있다. ⑥ (가)의 관점과 (나)의 관점을 균형적으로 활용하여 부의 분배에 대해서 서술해야 하는데, (가)의 관점만으로 서술하여 균형성을 상실했다. 또한 [문제2]에서 자율성 원칙은 제시문 (나)와 일맥상통한다고 답안을 작성했음에도 불구하고 제시문 (가)를 기반으로 자율적 평형상태를 서술했기 때문에 논리성을 상실한 채 답안을 작성했다.

⑦ 체임벌린의 재산권의 정당성을 설명하는 내용은 간결하지도 명쾌하지도 않으며 기존의 논의에 억지로 적용한 것처럼 느껴진다. 보다 간결하면서도 명쾌하게 서술할 필요가 있다. ⑧다각적인 측면에서 체임벌린의 재산권에 대해서 평가하는 다각적 검토의 시각은 매우 우수하다. ⑨ 선명하게 사회정의에 대한 자신의 견해를 체임벌린의 재산권 정당성을 기반으로 서술하였다.

이석록 대치메가스터디학원장

※논제1, 2에 대한 학생 글 및 첨삭지도와 종합평가는 이지논술 사이트에