* 미생물에 대하여 * ㈜한미모 이수진.

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1 * 미생물에 대하여 * ㈜한미모 이수진

2 * 미생물이란? * 육안의 가시한계를 넘어선 미세한 생물로 생물로서 최소 생활단위를 영위하는데
식품, 의약품 등 생산공업이나 생물자원으로 또 수질환경 및 토양의 지력보존 등에 이용된다. 미생물은 병원균 또는 유익균의 두 가지 측면이 있는데 그 중 환경 미생물은 환 경을 오염시키는 물질들을 분해시키는 유익 균이다.

3 * 세균 * 세균은 우리가 살고 있는 어느 곳이나 존재하며, 우리의 일상과 밀접한 관계를
가지고 있다. 세균은 우리에게 해로움을 주는 병원균도 있지만 우리에게 유익한 유산균 이나 대장균도 있다.

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5 * 푸른곰팡이 * 빗자루 모양의 분생자 자루를 가진 곰팡이의 총칭.
일반 가정에서도 흔히 볼 수 있으며, 약 150종이 있 다. 노타툼이나 크리소게늄 등의 종은 페니실린이라는 항생물질을 특히 잘 생성하므로 이것으로 의약품을 만들고 있다. 그리고 치즈에 독특한 맛과 향을 주기 위하여 푸른곰 팡이의 일종인 페니실륨로케포르피가 중요한 구실을 한다 고 한다.

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9 * 페니실린 * 페니실린은 페니실리움 속에 속하는 곰팡이에서 얻 은 화학물질로 박테리아로 발생한 병을 치료하는 데 사용되는 항생제의 한 종류이다. 페니실린이 박테리아를 죽이는 기능이 있다는 것은 1928년 스코틀랜드 생물학자 알렉산더 플레밍 경이 발견하였다. 그는 박테리아가 자라는 배지에 페니실리움 속의 곰 팡이가 오염되었을 경우 오염된 곰팡이 주변에는 박테리아 가 자라지 못한다는 현상을 관찰하였다. 페니실린은 매독, 뇌막염, 폐렴과 같은 질병을 치료 하는데 효과가 있다.

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11 * 환경 미생물 이란? * 미생물의 정의 : 눈으로는 볼 수 없는 아주 작은 생물. 보통 세균, 효모, 원생동물 따위를 이 르는데, 바이러스를 포함하는 경우도 있다.

12 * 종류1 * 원핵미생물 -핵산을 둘러싸고 있는 핵막이없다 -핵산이 세포질 내에 존재하는 것 -대부분이 단세포
- 세균(남조류 포함), 고세균 등이 포함 진핵미생물 -이와 대응하여 막으로 둘러싸인 핵가짐 -곰팡이, 효모 등이 포함

13 * 종류 2 * 조류(algae), 세균류(bacteria), 원생동물류(protozoa), 사상 균류(fungi), 효모류(yeast) 한계적 생물이라고 할 수 있는 바이러스 질병을 가져오는 병원미생물 (세균, 진균류, 리켓티아, 쿠라시지아윌스, 원충 및 스피로헤 타 ) 독소를 생성하여 식중독을 일으키는 미생물 (그람 양성균-피부에사는, 그람 음성균-겨울철 냉장고문제) 의식주에 관계되는 각종 물질을 변질·부패시키는 원인 생물 인 유해미생물(농업-벼에 붙는 도열병균)

14 *그렇다면 세균과 곰팡이의 차이점은?* 세균은 하나의 세포와 같은 기초 미생물 곰팡이는 하나의 고등 미생물
(고등미생물 이다보니 인체조직에 가까움) <세균> 1. 단순한 구조의 미생물 2. 원핵 세포 (핵이 없거나, 핵막 없이 핵이 세포질에 떠다니는 세포를 말합니 다) 3. 식물세포나 곰팡이세포와 마찬가지로 세포벽을 가지고 있으나 셀룰로오즈 (cellulose)가 아닌 펩티도글리칸(peptidoglycan)이 주성분 5. 각종 염증이나 식중독 등의 원인이 됩니다. <곰팡이> 1. 세균보다 복잡한 구조의 균사체 2. 핵과 핵막이 분명히 존재하는 진핵 세포 ( 세균보다 더 고등적이고 다양한 생체반응을 수행합니다. 사람과 같은 고등생 물은 진핵 세포에 해당합니다 ) 3. 공기 속에 포함되어 존재하며, 습도가 높을 때 물체 표면에 붙어 자라는 버 섯의 일종 4. 악취를 발생시키고 알레르기의 원인이 됨 3. 각종 피부질환, 호흡기질환, 기관지염, 폐출혈, 아토피성피부염의 원인이 됩 니다. 그래서 세균은 없애기가 쉽고, 고등미생물인 곰팡이는 상대적으로 없애는 게 쉽지가 않습니다. 곰팡이를 없앨 정도의 독성이라면 인체조직에도 해롭다고 봐도 좋습니다. (락 스,수산화칼륨 등)

15 * 환경미생물학이란? * 환경미생물학은 미생물학의 한 분야로서 자연환경으로 유입되는 오염물질의 미생 물학적 제어를 주된 목적으로 하고 있다. 미생물의 다양한 생리적 기능, 무한한 서 식지, 빠른 진화와 적응력은 오염물질의 제어에 적합하며, 최근의 분자 생물학적 방법의 발달로 인하여 보다 효율적으로 오염물질을 제어하는 미생물을 개발 이용 하는 방안도 실용화되고 있다.

16 * 환경미생물학이란? * 환경미생물학은 미생물학의 한 분야로서 자연환경으로 유입되는 오염물질의 미생 물학적 제어를 주된 목적으로 하고 있다. 미생물의 다양한 생리적 기능, 무한한 서 식지, 빠른 진화와 적응력은 오염물질의 제어에 적합하며, 최근의 분자 생물학적 방법의 발달로 인하여 보다 효율적으로 오 염물질을 제어하는 미생물을 개발 이용하 는 방안도 실용화되고 있다.

17 * 환경미생물 이용사례 * 환경미생물은 호수의 부영양화, 하천 및 해양 수 질 악화과정에서도 중요한 위치를 차지하고 있 습니다. 또한 미생물은 물 생태계로 유입되어 내부에서 생성된 유기물의 분해뿐만 아니라 먹이사슬 과 정의 한 부분을 차지하고 있고, 영양소의 순환 및 질소고정 등의 생태학적 방법으로 농업 생산성 을 높이는데 기여하고 있습니다. 환경미생물학은 오늘날 그 연구 범위가 넓어져서 미생물생태학 을 포함한 미생물학, 생태학과 환경과학의 많은 부분을 포함하고 있습니다.

18 *질소고정세균(질소고정미생물)* 토양의 질소 비옥도에 공헌하는 미생물이다. 에 의해 공생(공서질소고정균)과
토양 속에서 질소를 고정하여 토양의 질소 비옥도에 공헌하는 미생물이다. 일반적으로는 주로 세균에 속하기 때문에 질소고정균이라고도 한다. 질소고정균은 식물과의 상호관계 에 의해 공생(공서질소고정균)과 비공생(단서질소고정균)의 그룹으로 나뉜다.

19 * 질소고정균-(2) * 공생- 콩과식물의 리조비움(Rhizobium) 이 있다.
숙주식물의 종류에 따라 특정한 접종그룹으로 분류한다. 이밖에 공생질소고정균에는 균근균, 엽립균, 경립균 등이 있다. 비공생- 대표적으로 유기영양호기성 세균 의 아조토박터(Azotobacter) 전세계의 토양 속에 널리 분포한다. 북방 토양보다 남방 토양에 많고 pH 6 이하의 산성 토양에는 거의 없으나 이것을 중화시키면 활동 이 왕성해 진다.

20 PART-2. 현미경의 발명과 세균의 발견 현미경의 최초 발견(1632~1723)
네델란드 상인인 “안톤 반 레벤후크”는 자신이 직 접 제작한 렌즈로 약 200~300배까지 확대가 가 능한 현미경을 만들어 오수, 구강 등에 존재하는 세균, 원충, 조류, 효모 등의 미생물의 형태와 구조를 최초로 관찰한 사람이다.

21 *PART-3. 미생물 발효의 발견* 자연발생설에 대한 논쟁이 지속되던 시기에 유기물 침출물 내 에서 미생물이 증식하면 변화가 일어나는 것을 관찰하였고, 이 러한 화학적변화를 발효(fermentation) 및 부패(putrefaction) 라고 표현하였다. “모든 발효과정은 미생물의 생명활동의 결과”라는 사실을 과 학계에 납득시킨 ‘파스퇴르’는 1875~1876년 까지 발효에 관 한 연구를 수행하였다. 좋은 포도주는 미생물의 형태가 원형인 효모가 대부분이나, 맛 이 신포도주는 효모세포 대신에 훨씬 작은 구균이나 간균인 세균이 존재함을 관찰하였다. 그 후 ‘파스퇴르’는 20년간에 걸 쳐 많은 발효과정을 연구, 그 결과 발효는 반드시 미생물의 증 식에 의해 수반되며, 발효의 최종 유기산물로서 젖산, 알코올, 부틸알코올 등이 생성된다는 것을 밝혀냈으며, 미생물을 사멸 시키기 위해 맥주를 비교적 저온에서 가열(55~60도)하는 저 온멸균법(pasteurization)을 개발하였다.

22 * PART-1. 미생물의 구조 * 미생물은 식물과 동물에 비해 상대적으로 간단한 구조를 이루며, 세균의 경우 단세포성 생물이다. 기본적 단위인 세포(Cell)는 세포질막에 의해 주위

23 * PART-1. 미생물의 구조 * 환경과 격리되며, 세포질막은 세포 내외의 물질이 동에 관여하며 경계층으로 작용하여 세포의 항상 성(Homeostasis)을 유지하는 기능을 한다. 다세포성 미생물은 세포가 조직(Tissue)과 기관 (organ)으로 단세포 보다 진화된 구조로 체계화 된다.(위 그림 비교)

24 *PART-2. 원핵세포와 진핵세포* 모든 생물의 세포 형태는 원핵세포(prokaryotic cell) 와 진핵세포(eukaryotic cell)로 구분된다. 원핵세포(prokaryotic cell) : 핵막을 가지고 있지 않으며, 막으로 둘러싸인 세포기관이 없는 세포로 써, 핵, 미토콘드리아 색소체 등을 갖지 않은 진핵 세포에 상대되는 개념으로, 원핵세포는 히스톤 단 백질이 결합되지 않은 하나의 염색체 만을 가지고 막으로 싸인 핵을 가지지 않아 핵양체를 이룬다. 원핵세포를 갖는 생물로는 세균(bacteria), 남조류 (cyanobacteria)및 고세균(archaebacteria)이 있 다.

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26 *PART-2. 원핵세포와 진핵세포* 진핵세포(eukatyotic cell)
핵막(核膜)으로 쌓인 핵을 가진 세포를 말한다. 한 개 이상의 염색체를 가지고 있고 유사 분열을 하며, 세균과 남조류 이외의 모든 동물 및 식물의 세포가 이에 속하며 핵(Nucleus),미토콘드리아, 엽 록체(chloroplast), 골지체, 소포체(end-reticulum) 등과 같은 세포소기관 함유.크게 핵과 세포질 구조 로 구분되어 있고, 세포 사이의 간극을 채우는 세 포 외 바탕질로 이루어져 있다.

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28 * PART-3. 세균의 구조 * I.세포벽 외부의 구조물 1). 세포벽
세균(becteria)이란? 하등한 생물체로서 일반적으로 단세포 로 이루어져서 활동하는 미생물을 총칭하며 영어 이름인 박 테리아로도 사용되고 있다.이 박테리아(세균)는 Monera계 에 속하는 생물로서, 생명체들 중 가장 많이 번성하였다. 흙, 물속과 같이 외부환경에서도 생존하여 살지만, 동물의 위나 장과 같은 다른 생물의 안에서도 살기도 한다. 대부분의 병 원성 균은 박테리아 라 할 수 있다. I.세포벽 외부의 구조물 1). 세포벽 대부분 원핵생물들의 세포질막은 견고한 세포벽 (cell well)으로 둘러 쌓여 있다. 세포벽은 세포의 형태를 유지하며, 삼투압적 충격(osmotic shock) 과 같은 외부 환경으로 부터 세포의 내부 구조물과 세포 질 막을 보호한다. (세균의 일반적인 구조

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30 * PART-3. 세균의 구조 * 세균의 세포벽은 생화학적으로 poptidoglycan이라 부르는 거대 분자들의 망상 구조로 되어 있다. Peptidoglycan은 아미노산으로 구성된 peptid 부분과 탄수화물로 구성된 glycan으로 구성되어 있다. Glycan을 구성하는 당은 N- acetylglucosamine과 acetylmuramic acid이며, 이들이 선상으로 교대되면 서 탄수화물의 골격을 형성한다. 보통 선상의 탄수화물 골격에는 10~65개 의 당들이 존재하며, acetylmuramic acid의 각 분자에는 4개의 아미노산으 로 구성된 4합체 펩티드 측쇄(teterapeptide side chain)가 부착된다.이러 한 교차연결이 붕괴 되면 세포벽은 불완전하게 되고 삼투 충격과 같은 외부 환경에 의해 손상된다.

31 * PART-3. 세균의 구조 * 페니실린(penicillin) 및 세펨(cephem)계 항생물질은 세 균의 세포벽 합성과정에서 마지막 단계에 작용하는 전위효소(murein transpeptidase) 를 억제하 며,peptidoglycan의 주성분인 murein의 합성을 방해함으로써 세균 세포벽의 생화학적 구조를 파괴시켜 세군의 증식을 억제 한다. 또한 효소 라이소자임(lysozyme)은 눈물이나 타액에 존 재하는 생체방어성 분비효소로서 숙주에 칩입하는 미생물을 파괴 시킨다.

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