원핵생물과 진핵생물

[최병호]

원핵생물(原核生物, Prokaryote)은 핵이 없는 원핵세포(原核細胞)로 이루어진 생물이다. 핵이 있는 세포를 가진 생물들은 진핵생물이라고한다. 비록 점액세균은 사는동안 다세포 생물의 시기를 가지고 시아노박테리아는 거대한 군집을 이루지만 대부분의 원핵생물들은 단세포로 이루어져 있다. 원핵생물이라는 용어는 "이전"을 의미하는 그리스어 πρό- (pro-)와 "핵"을 의미하는 그리스어 καρυόν로부터 유래했다. 원핵생물은 핵, 미토콘드리아, 그리고 다른 어떤 세포 소기관을 가지고 있지 않다. 즉, 원핵생물들의 모든 세포내의 수용성 구성 요소(단백질, DNA, 대사 산물)들은 세포막에 둘러싸여 같은 공간내에 위치해있다. 원핵생물은 세균과 고세균의 둘로 나뉜다. 고세균은 원래 극도의 온도, pH, 방사선과 같은 황량한 조건에서만 사는것으로 생각되었었지만 모든 종류의 거주지에서 발견되고있다.

최초로 생겨난 세포가 원핵 세포였을 것이라고 생각하고 있으며, 세포막, 세포벽, 유전자의 형태가 천차만별이다. 진핵생물은 특정 원핵생물의 분파로 보일 정도의 다양성을 가지고 있다.

70S의 리보솜과 세포질 내에 부유하는 DNA로 특징지을 수 있으며, 보통 두꺼운 세포벽을 가지고 있는 경우가 많다. 대단히 다양한 환경에서 살고 있으며 일부 부류는 매우 극단적인 환경에서도 발견된다.

진핵생물(眞核生物, 영어: Eukaryota)은 진핵세포를 가진 생물을 말한다.

진핵세포(眞核細胞)는 세포 내에 핵으로 대표되는 다양한 세포소기관을 가진 세포들을 통칭하는 이름이다.

세포소기관 중 미토콘드리아나 엽록체는 과거 진화 과정에서 외부의 원핵세포들이 세포내 공생체로 도입된 경우로 생각되며, 그 외의 소기관들도 각각 특정한 업무를 수행하도록 분화되어 있다.

원핵세포의 DNA와는 달리, 진핵세포의 DNA에는 필요 없는 부분(인트론)이 대단히 많이 존재하며, 따라서 필요한 부분(엑손)을 이어서 mRNA를 만들게 된다. 또한 리보솜은 원핵세포보다 큰 80S이다

세포소기관(細胞小器官)은, 세포생물학에서, 특수한 기능을 지닌 각각의 세포 구조를 의미하며, 진핵세포의 세포질 가운데 떠 있는 구조이다. 세포소기관은 현미경 및 세포 분류에 의해 구분된다.

일부 대형의 세포소기관은 세균이 다른 세포에 공생한 것으로부터 유래했을지 모른다는 내부공생설이 있다. 이는 아래와 같은 세포소기관은 세포의 DNA와는 다른 자신만의 DNA를 지니고 있기 때문이다.

·         엽록체

·         엽록체이외의 색소체 - 

       백색체, 유색체, 유지방체, 아밀로플라스트, 에티오플라스트, 로도플라스트 등

·         미토콘드리아

그밖에 세포소기관은 다음과 같다.

·         첨체

·         중심소체

·         섬모/편모

·         소포체

·         글라이옥시솜

·         골지체

·         리소좀

·         멜라닌소체

·         근원섬유

·         세포핵

·         괄호체

·         과산화소체

·         리보솜

·         액포

·         소포

기타 연관성 있는 구조는 다음과 같다.

·         세포액

·         내막계

·         뉴클레오솜

·         미세소관

·         세포막

       세포내 공생설(細胞內共生說, 영어: Endosymbiotic theory)은 서로 다른 성질의 원핵생물들이 생존을 위해 공존을 모색하다 진핵생물로 진화하게 되었다는 가설이다. 다른 원핵생물에게 먹힌 원핵생물이 소화되지 않고 남아있다가 공생하게 된 것으로 생각된다. 린 마굴리스(Lynn Margulis)가 처음 주장하였다.

       대부분의 세포소기관과는 달리 이들이 핵의 지배를 받지 않고 (자체 DNA를 가지며 필요한 효소 일부를 자가 합성할 수 있다.) 독자적인 행동을 하는 미토콘드리아와 엽록소의 유사성에 착안하여 그들의 기원을 설명하기 위한 가설이다. 이 가설에 따르면 미토콘드리아는 호기성 세균(세균인 프로테오박테리아(proteobacteria)나 세균이 아닌 리케차(rickecha))에서 엽록소는 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.

원핵생물의 주요 구조는 다음과 같다.

·         협막(capsule)

·         세포벽(Cell wall)

·         세포막(Cell membrane)

·         세포질(Cytoplasm)

·         70S의 리보솜(Ribosomes) - 진핵세포는 80S의 리보솜을 가진다.

·         플라스미드(plasmid)

·         선모(pili)

·         편모(flagellum)

·         핵양체(nucleoid)

어떤 원핵생물들은 질병의 원인이 되기도 한다. 다음은 원핵생물(세균 또는 고세균)이 인간에 감염되어 발생하는 질병들이다.

·         식중독 - 살모넬라균등에 오염된 음식이 원인

·         콜레라

·         가래톳흑사병

·         임질

·         레지오넬라증(재향군인회병)

·         탄저병

린네 (1735년) 2계 분류	헤켈 (1866년) 3계 분류	채튼 (1937년) 2계 분류	코플랜드 (1956년) 4계 분류	휘태커 (1969년) 5계 분류	워즈 (1977년) 6계 분류	워즈 (1990년) 3역 분류	캐빌리어 스미스 (2004년) 6계 분류
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