미생물의 생물학적 특징 1. 미생물의 세계 2. 미생물의 분류 2009 년 2 학기 생활속의 미생물 -2 주차.

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1 미생물의 생물학적 특징 1. 미생물의 세계 2. 미생물의 분류 2009 년 2 학기 생활속의 미생물 -2 주차

2 1. 놀랍고도 경이적인 미생물의 세계  미생물 (microbes, microorganisms) : 1879 년 프랑스 과학자 찰스 세딜로가 처음 사용, : 확대하여야만 관찰할 수 있는 생명체 : 세균, 바이러스, 곰팡이, 원생동물 …  다양한 작용 : 질병의 원인 : 자원의 재순환 : 병원성 미생물의 생장억제 : 식품 및 산업에 이용

3 1-1. 미생물의 중요성  농업에서의 미생물 (1) 반추동물 ( 소를 포함한 초식동물 ) : 위 ( 위 ) 가 4~5 방으로 나뉘어 있음 : 첫째 위에서 세균을 이용하여 섬유질 ( 셀룰로오스 ) 분해 (2) 생물농약 : 미생물을 이용하여 살충제나 제초제로 사용 : 대표적인 예, Bacillus thuringiensis ( 세균, 살충효과 ) by Google

4 1-1. 미생물의 중요성  산업에서의 미생물 (1) 식품제조에 이용 - 생균제 : 유산균 ( 요거트 ), 효모 ( 빵, 맥주 ), 김치, 된장 - 화합물 : 에탄올 ( 맥주, 소주 ), 구연산 ( 드링크류 ), 초산 ( 식초 ), 아미노산 ( 라이신, 사료 ), 향미증진제 (MSG), 핵산 ( 조미료 ) 자일리톨, 에리스리톨 ( 감미료 ) - 단백질류 : 탄수화물분해 ( 전환 ) 효소 (amylase, 전분당 제조 ) 포도당이성화효소 (glucose isomerase, 고과당시럽 제조 ) 펙틴분해효소 (pectinase, 주스 제조 ) by Google

5 1-1. 미생물의 중요성  산업에서의 미생물 (2) 생활용품 제조에 이용 - 생균제 : 폐수처리 (bioremediation, 유기물 분해 ) - 화합물 : 젖산, 숙신산, PHB ( 생분해성 플라스틱 원료 ) - 단백질류 : 지방분해효소 (lipase, 세제 ), 단백질분해효소 (protease, 세제, 연육효과 ) [ 포항제철 페수처리시설 ] [ 생분해성 플라스틱의 예 ] by Google

6 1-2. 미생물학의 기원  Robert Hooke (1635~1703) - 영국과학자 : 현미경을 개발함  Louis Pasteur (1822~1895) - 프랑스 미생물학자, 화학자 - 포도주의 발효 및 산폐 과정 연구 : 효모 / 세균이 관여  포도주 저장 및 발효기술 개발  저온살균법 (Pasteurization) - 미생물 병인론 (Germ theory of disease) 의 근거 정립 : 우유의 부패 규명 : ‘ 감염성 질병의 발병에는 미생물이 중요한 역할을 한다 ’

7 1-2. 미생물학의 기원  Louis Pasteur (1822~1895) : 미생물 병인론 vs 자연발생설

8 1-3. 미생물의 세계  세균 (bacteria) - 약 35 억년 전부터 지구상에 분포 ( 사체의 재순환 ) - 다양한 환경에서도 존재 ( 북극, 남극, 해저, 화산지역, 사막 등 ) - 핵 ( 핵막 ) 이 없음 - 분류 : 구형, 막대형, 나선형 - 영양소 요구성 / 비요구성, 산소 요구성 / 비요구성 - 다양한 분야에 이용되는 이로운 (?) 미생물 ( 예 ) 콩과식물에 질소원 제공 ( 질소고정미생물, 공기 중 질소를 고정 ) - 질병에 관여 [ 장내세균 ] [ 대장균 ]

9 1-3. 미생물의 세계  바이러스 (Virus) - 유전자 (DNA/RNA)+ 단백질 외피 (coat protein) - 자체 증식 불가능, 생명현상이 일어나지 않음 - 숙주 내에서 생장, 숙주세포 파괴 - 감염성 질병의 원인 : 독감, AIDS by Google

10 1-3. 미생물의 세계  원생동물 (Protozoa) - 핵 (nucleus) 을 보유 - 세포질에 초미세 세포 구조물 보유 - 편모 / 섬모, 광합성 등

11 1-3. 미생물의 세계  조류 (Algae) - 단세포 광합성 미생물 - 담수 / 해수에서 생장 ( 대부분 해수에서 발견 ) - 규조류 (diatoms), 쌍편모조류 (dinoflagellates) : 해양 먹이사슬의 토대 - 단세포 단백질 (single cell protein) : 식품으로 이용되는 조류 - 바이오에너지 생산에 이용

12 1-3. 미생물의 세계  균류 (Fungi) - 지구상에서 가장 대표적인 유기물 분해자 - 다량의 효소를 분비하여 복합체를 분해 - 영양 분자를 세포막을 통해서 흡수 - 균사 (hyphae, 세포와 뒤엉킨 사슬 ), 균사체 (mycelium, 균사의 망상구조 ) - 일반적 곰팡이 (mold) 는 균사체를 의미 - 효모 (yeast) : 균사가 없는 단일세포의 균류 [Filamentous fungi: Aspergillus niger][Budding yeast: Saccharomyces cerevisiae]

13 2-1. 미생물의 분류  핵 (nucleus) 의 유무 - 원핵생물 (prokaryotes) vs 진핵생물 (eukaryotes) - 세포소기관 (organelles) : 미토콘드리아, 엽록체, 골지체, 리보좀 [ 원핵생물 ] [ 진핵생물 ]

14 2-1. 미생물의 분류  원핵생물과 진핵생물의 비교 특징원핵생물진핵생물 핵없다핵막으로 싸여 있음 소기관없다다양한 형태로 존재 DNA 구조한 개의 고리형 형태 DNA 를 감싸는 단백질이 없음 핵 안에 몇 개의 염색체가 있음. DNA 가 구조단백질 (histone) 으로 감 싸여 있음 엽록소존재한다면, 원형질막에 녹아 있음있다면, 엽록체의 막에 존재 리보좀진핵생물보다 작음. 세포질에 산재해 있음 원핵생물보다 큼 막에 붙어 있거나 산재해 있음 세포벽일반적으로 존재. 복잡한 화학구조 유무는 종에 따라 다름 복잡한 화학구조 복제 및 생 식 이분법으로 의해 분열 유성생식은 매우 드믐 유사분열 유성생식이 일반적 예세균, 시아노박테리아.. 진균류, 원생동물, 식물, 동물, 사람, 나머지 생명체

15 2-2. 미생물의 명명과 측정  명명법 (Nomenclature) - 생명표본에 이름을 붙이는 체계 - 1700 년대 칼로스 린네에 의해서 처음 사용  영역 (Domain) : 생물체  계 (Kingdom) : 동물계, 식물계  문 (Phylum)-( 동물 + 동물성 미생물 ), 류 (division)-( 식물 + 식물성 미생물 )  강 (Class)  목 (Order)  과 (Family) : 고양이 과 ( 사자 ( 고양이 속 ), 팬더 ( 팬더 속 ))  속 (Genus) : 고양이 속 ( 집고양이, 사자, 호랑이 등 )  종 (Species) : DNA 가 70% 이상 동일

16 2-2. 미생물의 명명과 측정  대표적인 명명법 : 이명법 - 속명 + 종명 (+ 명명자의 이름 ) - 속명의 첫 문자는 항상 대문자 - 속명과 족명은 반드시 이탤릭체 또는 밑줄 - 두 번 이상 지면에 나올 경우 속명의 첫 대문자 이후 ‘ 콤마 ’ 를 사용하여 줄인 단어를 사용 ( 예 ) 대장균 (Escherichia coli, E. coli ) 맥주효모 (Saccharomyces cerevisiae, S. cerevisiae) 인간 (Homo sapiens Linne, H. sapiens Linne)

17 2-2. 미생물의 명명과 측정  미생물의 측정 - 측정 단위 : 마이크로미터 (micrometer, ㎛, 10 -6 m) – 세균 이상의 크기 나노미터 (nanometer, nm, 10 -9 m) – 바이러스, 세포 내 기관의 크기

18 2-2. 미생물의 명명과 측정  현미경의 개발 - 1620 년대 완전한 현미경의 제작 ( 갈릴레오 갈릴레이, 천문학자 ) - 1660 년대 현미경을 이용한 세포의 묘사 ( 로버트 훅, 영국미생물학자 ) - 안톤 반 퀴벤호크는 최초로 세균을 자세히 묘사  총배율 = 접안랜즈 확대비율 x 대물랜즈 확대비율