미생물 정의와 종류

미생물의 정의

미생물은 대략 1mm 이하의 생물체를 말한다. 미생물은 다양한 종류가 있지만 의학적으로 중요한 미생물로는 세균, 리케차, 클라미디아, 진균, 원생동물, 바이러스 등이 있다.

미생물학(微生物學 microbiology)은 라틴어의 작은의 뜻을 가진 micro 와 살아있는의 bios가 학문을 뜻하는 logy가 합성된 단어로 육안으로 볼 수 없는 매우 작은 생물체를 연구하는 학문이다.

미생물의 생물학적 특성 차이

바이러스(virus)

바이러스는 감염병을 일으키는 병원 체 중에서 가장 작다. 숙주세포가 있어야 생존과 증식이 가능하다. 바로 이점이 다른 미생물과의 가장 큰 차이점이다.

세균(bacteria)

세균은 대표적인 원핵생물이다. 직경이 1㎛ 정도의 작은 크기다. 핵막이 없고, 핵산은 DNA와 RNA를 가지고 있다. 대부분의 세균은 1mm의 길이의 DNA염색체를 가지고 있고, 이분열 증식을 한다. 하지마 ㄴ리케차, 클라미디아는 일반 세균의 특징을 가지면서 바이러스처럼 숙주세포에 의조내야 증식할 수 있다.

진균(fungi)

진균은 광합성능이 없는 진핵생물이다. 섬유상(균사)의 집단인 균사체로 서로 얽혀 증식 된다. 세포벽은 있고, 키틴과 다당류로 구성되어 있다. 섬유상의 균사를 가진 곰팡이를 사상균(mold)라고 한다. 균사체를 형성하지 않지만 단세포의 난형 또는 구형을 이루고 있으면 효모(yeast)라고 한다.

원생동물(protozoa)

원생동물은 광학성 작용이 없는 단세포 원생생물이다.

편모를 가지고 있는 원생동물의 경우는 편모충류라고 한다.

위족으로 아메바양 활동을 하면 근족충류라고 한다.

섬모를 갖는 원생 생물을 섬모충류라고 한다.

세포 내 공생설(Endosymbiotic theory)

세포 내 공생설은서로 다른 성질의 원핵생물들이 생존을 위해 공생을 모색하다가 진핵생물로 진화하게 되었다 가설이다. 진핵생물이란 진핵세포를 가진 생물을 말한다. 다른 원핵생물에게 먹힌 원핵생물이 소화되지 않고 남아있다가 공생하게 된 것으로 생각된다. 린 마굴리스(Lynn Margulis)가 처음 주장하였다. 린 마굴리스는 미국 매세추세츠 앰허스트대학의 교수이다.

대부분의 세포소기관과는 달리 이들이 핵의 지배를 받지 않고 (자체 DNA를 가지며 필요한 효소 일부를 자가 합성할 수 있다.) 독자적인 행동을 하는 미토콘드리아와 엽록체의 유사성에 착안하여 그들의 기원을 설명하기 위한 가설이다. 이 가설에 따르면 미토콘드리아는 호기성 세균(세균인 프로테오박테리아(proteobacteria)이나 세균이 아닌 리케차(rickecha))에서, 엽록체는 호기성광합성세균(시아노박테리아(cyanobacteria))에서 유래하였을 것으로 보인다.

오늘날에도 두 세균의 공생은 화산(온천) 지역이나 열대 해역에서 볼 수 있다. 화산 지역에는 공기에 가까운 층에는 호기성광합성세균이 혐기성세균이 공기에 노출되는 것을 막아 주며 공기에서 먼 아래쪽 층에는 혐기성화학합성세균이 층을 이루어 호기성세균에게 유해한 물질을 차단하는 공생 관계를 형성하고 있음을 볼 수 있다. 호기성세균(aerobic bacteria)은 산소가 있어야 생존할 수 있는 세균을 말한다. 반면 혐기성세균은 산소 없이 생존이 가능하다.

혐기성세균(무산소성세균)은 호기성세균을 포식하여 먹어 치운다. 그런데 소화가 되지 않은 상태로 세포 내에 존재하여 무산소선 세균은 숙주로 삼는다는 뜻이다.

굴광성 Phototropism

1.정의

굴광성은 빛의 자극에의해 식물이 생장에 영향을 주어 빛에 반응하는 것을 말한다. 빛이 비추는 방향으로 기우는 것을 양굴광성 반대로 그늘이나 음지를 향하는 것을 음굴광성이라 한다.

2. 용어

Phototropism

屈光性
광굴성
빛굽힙성

3. 굴광성 작용

식물은 외부 조건에 따라 이동할 수 없지만 환경의 자극에 의해 어느 부분 반응하며 생장의 방향을 바꿀 수 있다. 그게 두 가지에 반응하는데 빛에 반응하는 것을 굴광성이라하며, 중력에 반응하는 것을 굴중성이라 한다.

굴광성의 이유를 학자들을 광합성을 위한 것으로 보고 있다. 빛에 노출하여 다양한 성분과 영양소를 만들어 내기 때문이다. 일반적인 식물은 최대한 빛에 노출되려 한다. 하지만 일부의 식물은 약간의 빛으로 충분하기도하고, 또 다른 종류의 식물은 아예 빛을 싫어하여 그늘쪽으로 성장하기도 한다. 빛을 향하는 식물을 양굴광성식물이라하고, 빛의 반대방향으로 성장하는 식물을 음굴광성식물이라 한다.

빛 쪽으로 기울어지는 기울어지는 이유는 빛이 닿지 않는 부분의 성장이 빠르기 때문에 빛쪽으로 기울어진다. 굴광성의 주요 원인은 청색 파장의 빛이다. 옥수수 자엽초로 실험한 결과 포토트로핀이란 불리는 노란 색소분자가 청색파장을 흡수한다. 이것이 그 줄기 끝의 IAA 초기 횡단 이동을 촉진 역할을 한다. 애기장대를 이용한 연구에서는 1개 이상의 청색과 숭요채가 있다는 것을 발견했다. 그 중 하나는 크립토크롬(cryptochrome)이 불리는 것인데 빛을 흡수하는 단백질이다.

네이쳐 한 논문에 의하면 UV-A/청색 광수용체 크립토크롬(photoreceptor cryptochrome)dl 초파리에서 빛 의존적인 자기장 감지에 관여한다는 사실이 알려졌다. 크립토그롬이 자기장에 반응한다고 한다. [ 이부분에 대한 더 자세한 연구는 Animal cryptochromes mediate magnetoreception by an unconventional photochemical mechanism을 참조 바람]

또 하나의 호르몬인 옥신(auxin)이란 호르몬은 빛이 들어오는 반대방향으로 식물이 자라도록 유도한다.  김재연 경상대 교수가 주도한 연구팀은 “식물발달에 관여하는 대장(master) 호르몬 옥신이 세포사이를 연결하는 나노채널을 통해 이동한다”는 내용의 연구결과를 발표했다.[출처 https://www.sciencetimes.co.kr/news/식물호르몬 옥신의 비밀 통로를 밝히다]

소화계통과 소화기관

소화는 체내에 받아들인 외부의 물질을 분해 흡수하여 생체내에서 이용하는 작용을 말합니다. 흡수된 소재는 그 생물에게 고유한 물질로 합성되거나 더욱 분해를 진행시켜 에너지가 배출되도록 하는데, 이 과정을 대사라고 합니다. 소화기는 대사에 필요한 물질을 생체내에 받아들이는 작용을 하는 장기들을 말합니다.

[이미지출처 위키백과 소화계통]

소화관

소화관은 입에서부터 항문까지 이어지는 속이 비어 있는 길이며 약 9m 정도입니다. 소화관은 입, 인두, 식도, 위, 작은창자, 큰창자, 항문으로 구성되어 있습니다. 우리가 일반적으로 아는 소화가 되는 과정에 개입하는 기관들입니다.부속기관은 침샘(타액선)과 간, 쓸개(담낭), 이자(췌장) 드이 있어서 소화를 돕는 역할을 합니다. 

소화기계는 음식을 먹으면 일차적으로 소화를 합니다. 두 번째는 소화된 성분을 흡수하는 작용을 합니다.

소화작용은 음식을 잘게 자르고 섞으며, 연하운동을  통해 밀어냅니다. 소화의 과정 속에 부속 기돤에서 분비되는 소화효소와 창자내 박테리아 등에 의해 일어나는 화학적 소화가 일어납니다. 위는 절개하고 분해하는 작용을 한다면 소장과 대장은 화학 작용을 통해 분해하고 흡수하는 일을 주로 맡게 됩니다.

입(mouth)

입이 하는 일은 음식을 잘게 자르고 침과 섞이게 하여 소화가 되도록 기초작업을합니다. 안면근유과 치아, 혀가 협업하여 음식물을 섭취합니다. 
입 안에서 분비되는 점액인 침(타액,Saliva)은 소화성분과 항바이러스성 물질이 있어 소화를 돕는 동시에 항균작용을 합니다. 정상적인 성인은 하루에 1-1.5리터의 침을 분비합니다. 음식을 급하게 먹는 사람들은 암에 걸릴 확률이 높습니다. 가능한 천천히 골고루 씹어 삼켜야 위에서 부담을 느끼지 않으며 음식물과 들어온 외부 바이러스를 제거합니다.

식도(Esophagus)

식도는 입에서 위까지로 약 25cm입니다. 식도는 크게 두가지 일을 합니다. 하나는 입에서 들어온 음식이 기관지로 들어가지 않도록 막습니다. 다른 하나는 음식을 위까지 옮기는 일을 합니다. 식도의 하단부에는 위에서 식도로 음식이 역류하는 것을 방지하는 조임근이 존재합니다. 식도는 외막, 근육층, 점막하층, 점으로 이루어져 있습니다. 점막에는 면역세포들이 다량 입에서 처리하지 못한 외부 바이러스나 물질을 처리합니다.

관련질병

위식도 역류성 질환(Gastroesophagus reflux disease)이 있습니다. 

위(stomach)

위(stomach)는 식도와 소장 사이에서 음식물을 소화 분해하는 일을 합니다. 위는 식도의 마지막 부분인 조임근을 지나면 시작됩니다. 들분(본문), 위몸통, 큰굽이, 날문방, 날문관, 날문이 있습니다. 수많은 주름이 있고, 두꺼운 점막이 형성되어 있습니다.
주세포는 소화 효소인 펩시노겐을 분히고, 벽세포는 염산과 내인자를 목점액세포는 점액을 분비합니다. 이 외에도 장친크롬세포는 세로토닌을 분비하며, 소마토스타틴세포는 모사토스타틴을 분비하여 소화를 본격적으로 진행합니다.

관련된 질병

위와 관련된 질병은 만성위염이 있는데, 표층성위염과 위축성위염으로 구분합니다.

-먹으면 배가 아픕니다.

위궤양은 위점막이 결손하며 둥근 괴사 일어나는 질병입니다.

-배가 비면 통증이 옵니다.

소장(작은 창자, 小腸, Small intestine)

소장은 위와 대장 사이에 있는 기관으로 약 6-7m에 이르는 소화기계에서 가장 긴 기관입니다. 소장에서는 위에서 분해된 음식물을 소장벽에서 분비되는 장액과 간에서 만들어진 쓸개즙, 이자에서 나오는 이자액을 통해 화학분해를 합니다. 음식을 본격적으로 소화하고 분해 흡수합니다. 대부분의 흡수가 소장을 통해 이루어집니다. 소장은 십이지장, 공장, 회장으로 구분합니다. 소장 내벽은 융모가 있고 융모 사이로 장선이 열려 있어  장액을 분비합니다. 소장 바깥 벽에는 장간막이라는 지방조직이 존재합니다. 소장이 엉키지 않도록 잡아주며 뒤섞인 소장들이 들러붙지 않도록 윤활유 역할을 감당합니다. 과다하게 축적되면 내장지방이 됩니다.

관련질병

소장암, 소장염,

대장(大腸, Large intestine)

대장은 소화기계 중에서 가장 마지막 단계에 속합니다. 길이는 약 1.5m입니다. 대장은 막창자, 결장, 직장으로 구부됩니다. 대부분의 수분은 대장을 통해 흡수되고, 소장에서 흡수되지 못한 잔여 영양소인 비타민 B와 비타민 K를 포함한 비타민의 일부를 합성하며, 소화 후 남은 음식물은 대변을 형성하여 배변해주는 기능을 합니다. 

관련질병

대장암