안녕하세요. 박종군 교수입니다.
광합성은 식물이나 광합성 세균이 수행하는 것으로, 물과 이산화탄소를 원료로 이용해 포도당과 산소를 만드는 과정입니다. 작은 분자들을 원료로 하여 큰 분자인 포도당을 만드는 일은 어려우므로 에너지가 투입되어야하는데, 광합성의 경우 태양빛의 에너지를 식물의 엽록체에 포함된 엽록소 분자가 포획하여 이용합니다. 포획된 태양에너지는 물분자를 수소와 산소로 분해하면서 나오는 전자의 에너지를 높히는데 이용되고, 높은 에너지의 전자는 전자전달계에 전달되면서 낮아지는데, 그 에너지 차이는 양성자를 엽록체 막 경계의 한쪽으로 계속 펌프질하는데 이용됩니다.
이렇게하여 고농도로 농축된 양성자는 ATP합성효소의 미세한 틈을 이용하여 빠져나가면서 ADP와 무기인산을 재료로 ATP라는 고에너지 운반체를 만드는데 이용됩니다. 이렇게 형성된 ATP는 단순한 분자인 이산화탄소의 탄소를 복잡한 분자인 포도당에 누적하는데 필요한 에너지로 쓰입니다.
이에 반해 호흡은 식물이나 동물의 미토콘드리아에서 일어나는 과정으로, 큰 분자인 포도당을 산소와 반응시켜 분해해서 작은 분자인 이산화탄소와 물로 만드는 과정입니다. 큰 것이 작아지면 에너지가 나오는데 이 에너지를 이용해 ATP를 만드는 것입니다. 호흡의 세부적인 모습은 놀랍게도 광합성의 모습과 비슷하여, 전자전달, 양성자 축적, ATP합성효소가 미토콘드리아에서도 나타납니다.
광합성이 지구에 산소를 누적시키고 보너스로 포도당을 선물함으로써, 산소와 포도당을 이용하는 미생물, 동물, 인간의 삶이 가능함을 생각해보면, 지구의 주인은 식물이고 인간은 식물들의 노고에 누를 끼치지 말아야 할것입니다. 탐욕은 지금보다 대폭 줄이고 환경친화적인 미니멀 라이프의 소비로 지구 환경을 건강히 유지하는 삶의 방식이 절실합니다.
