제 2장 미생물과 세포

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1. 원핵생물과 진핵생물

- 원핵세포를 가진 원핵생물과 진핵세포를 가진 진핵생물로 분류할 수 있다.

- 원핵세포 : 세균 등으로 크기가 매우 작고 세포소기관이 거의 없으며 복잡하지 않은 구조

- 진핵세포 : 진균 등으로 크기가 크고 복잡한 구조를 하고 있으며 세포소기관을 가지고 있다.

 

1) 진핵생물

- 핵 : 세포의 명령하는 기관이고 DNA를 가지고 있다

- 세포는 유사분열을 통해 동일한 두 세포로 나뉘어 지며 각각의 세포는 염색체를 보유한다

- 세포막 : 영양소가 통과하고 외부로 노폐물을 통과시킬 수 있는 구조, 선택적 투과성

- 세포질 : 세포의 체액으로 지방, 탄수화물, 무기질, 염, 물 등의 물질을 함유하고 있다

- 리보솜 : 단백질 합성을 돕는다, 크기는 각각 40S 60S로 전체 80S이다 

- 미토콘드리아 : 아데노신-트리-펩타이드(APT)를 생산하며 이를 위해 포도당과 산소가 필요하다

- 골지체 : 탄수화물과 단백질의 결합장소

- 조면소포체 : 외막에 리보솜을 가지고 있음

- 활면소포체 : 리보솜이 없음

- 용해소체 : 이물질, 세균, 죽은세포 등을 분해하는 분해효소를 함유

 

2) 원핵생물

(1)세포막의 안쪽

- 핵 : 핵막은 없으며 이분법등의 무사분열을 통해 분열한다

- 리보솜 : 크기가 각각 30S 50S로 전체 70S이다 ( 진핵은 짝수 원핵은 홀수!)

- 아포 : 세균이 장기간 휴면상태로 있을 수 있게 변한 상태로 극한 열과 극한 추위 탈수등 온갖 상황에서도 버틸 수 있다. (일반적인 살균법에선 아포를 사멸시킬 수 없으며 고압증기멸균등의 멸균법을 사용해야만 사멸시킬 수 있다), 외독소를 방출한다

- 플라스미드 : 염색체와는 별도의 DNA를 가지고 있으며 항생제내성의 기능을 가진다

- 세포막 : 인지질 이중층으로 되어있으며 선택적 투과성을 가지고 있다.

 

(2)세포막 바깥쪽

- 협막 : 일부 세포는 세포벽 주위를 덮는 협막을 보유하는데 이는 항포식작용을 한다, 세포벽과의 경계가 뚜렷하면 협막이고 그렇지 않으면 점액층이다.

- 편모 : 세균의 운동성을 제공해준다

- 섬모 : 편모보다 가능고 짧은 미세섬유로 숙주세포의 표면에 흡착과 성섬모의 유전물질 전달 통로로 사용된다

- 세포벽 : 마이코플라즈마를 제외한 대부분의 세균은 세포벽이 존재한다. 세포벽의 구성성분은 펩티도글리칸(PG)로 이루어져 있고 이에 따라 그람양성균과 그람음성균으로 나뉜다

- 그람양성균 : 펩티도글리칸층이 세포벽의 약 90%를 차지한다

- 그람음성균 : 펩티도글리칸층이 약 10%정도 이며 외막이라 불리는 지질다당류(LPS)가 존재한다. LPS는 내독소로 작용한다.

 

2. 세균

- 병원 미생물 중 가장 흔하게 접할 수 있는 세균은 원핵세포이며 핵막을 가지지 않는 단세포 생물이다

- 세균은 이분법등으로 번식한다

- 무성생식 : 타 세포의 관여 없이 자신의 동일한 복제물을 만드는 능력

- 많은 세균이 인체내에 살고있고 생명에 필수적인 생활기능을 제공한다

 

1) 세균의 명명

- 이명법 : 첫 이름은 속이나 과 이름을 대문자로 시작한다. 종명은 소문자로 쓰며 특정 세균의 특징을 나타낸다

ex) Staphylococcus aureus는 Staphylococcus = 포도알균, aureus = 황색 

 

꼭 외워야 할 세균

- Staphylococcus mutans : 치아우식균(충치균)

- Esherichia coli (E-coil) : 대장균

- Treponema pallidum : 매독균

- Mycobocterium tyberculosis : 결핵균

 

2) 세균의 구조와 형태

- 알균(Cocci) : 구 모양으로 알균, 쌍알균, 포도알균, 사슬알균등이 있다

- 막대균(Bacilli) : 포자를 형성할 수 있으므로 냉혹한 환경조건에서 오랫동안 살아남을 수 있다

- 나선균(Spirilla) : ex) 매독균

 

3) 세균의 증식

- 세균증식을 위해선 알맞은 영양소와 환경이 필요하다.

- 이런 조건등을 통해 스스로의 증식 혹은 배양이 가능해진다.

 

(1) 세균의 증식이 미치는 영양

- 에너지원 : 병원성 세균은 포도당과 같은 유기물을 에너지원으로 이용하며 유기영양 세균이라 부른다

- 균체 내 성분 : 세포를 구성한느 주 성분은 C H O N P인데 이를 세포 밖의 당이나 지방산, 아미노산 등을 이용하여 얻는다

- 필수인자 : 필수인자중 비타민은 미량이나 증식에 반드시 필요하다

- 무기염류 : 인(P)은 핵산의 주성분이고 K, Na은 삼투압에 이용된다

 

(2) 세균의 증식에 미치는 배양 환경

- 온도, 산소요구량, 염 농도, 수분, pH등이 있다

- 산소요구량 : 산소 요구량에 따라 분류가 달라진다

절대산소균	산소가 있어야만 증식이 가능
조건무산소균	산소가 있을 때 산소를 이용하여 증식하기도 하고 없을 때도 증식이 가능
절대무산소균	산소가 없어야만 증식이 가능
미세산소균	5% 정도의 낮은 산소에서만 증식이 가능
산소내성균	산소가 있어도 죽지는 않으나 증식은 못함

- 온도 : 증식하기에 가장 적합한 온도를 증식 최적온도라고 하는데 균마다 다르다

저온균	0도 근처
중온균	35~37도 근처
고온균	40~70도

- 수분 : 수분은 절대적으로 필요로 한다

 

4) 세균의 분열과 증식곡선

(1) 세균의 분열

- 이분법 : 무성생식중 자신의 동일한 세포를 복제하는 것

- 이분법시 하나의 모세포로부터 하나의 딸세포가 만들어진다

- 이분법이 시작되면 세균 세포는 크기가 점차 커지면서 세포벽과 세포막이 함입되면서 자신의 DNA와 세포소기관들을 똑같이 복제하여 반으로 나뉘는 방법으로 증식한다

 

(2) 증식곡선

- 유도기 : 액체배지에 세균을 접종하고나면 분열을 준비하고 유도하는 시기로 세균수는 일정 시간동안 증가되지 않음

- 대수증식기 : 기하급수적으로 증식하는 시기

- 정지기 : 세균이 증식하기 어려운 환경이 되어 증식을 멈추게 되는 것

- 사멸기 : 시간이 지날수록 배지 내 환경은 악화되어 생균수가 줄어드는 시기

- 세대시간 : 분열이 시작되고 난 후 다음 번 분열까지의 시간을 말하며 대장균은 20분, 결핵균은 24~48시간이다

 

5) 세균염색

- 그람염색 : 그람양성균과 그람음성균을 동시에 보라색으로 염색 후 씻는다 -> 붉은색으로 다시 염색 : 그람양성균은 보라색을 띄고 그람음성균은 붉은색을 띈다