스크랩 건의 세균의 형태와 구조

[강견]

1. 세균의 형태

  세균은 미세한 단세포 생활체이다. 그 형태는 고정된 것이 아니라, 배양조건과 해양상태에 따라 달라진다. 세균의 기본형태는 일반적으로 적당한 배지에서 20∼24시간 배양한 것을 관찰하는 것이 보통이다.
구형이나 타원형인 것을 구균( 球菌, coccus )이라 하고, 원통형이거나 막대기처럼 길쭉한 것을 간균( 桿菌, baillus )이라 하며, 나선형인 것을 나선균( 螺旋菌, spirillum )이라 한다.

  구균
구균은 종류에 따라 특이하게 배열하기 때문에 이러한 세균의 배열상태는 세균 분류기준의 하나가 된다. 구균의 종류는 다음과 같다.

 - 세포가 흩어지는 단구균( 單球菌, monococcus )
 - 세포가 2개씩 연결되는 쌍구균( 雙球菌, diplococcus, pneumoniae )
 - 한쪽 방향으로만 분열하여 길게 연결되는 연쇄상구균( 連鎖狀球菌, streptoc-occus )
 - 2방향으로 연결되는 4연구균( 連球菌, tetracoccus, pediococcus )
 - 3방향으로 연결되는 8연구균( 連球菌, octacoccus, sarcina )
 - 분열방향이 불규칙하여 포도송이처럼 되는 포도상구균( 葡萄狀球菌, staphyl-ococcus )

  간균
간균은 구균처럼 여러 가지의 특이한 배열을 하지 않는다. 때로는 간균이 쌍을 이루거나 연쇄상으로 배열하는 경우가 있는데, 이것을 연쇄상간균이라 하며, 디프테리아균에서 볼 수 있다. 간균은 그 길이가 폭보다 약간 긴 것이 보통이다. 그러나, 편의상 길이가 폭의 2배 이상인 장간균, 2배 이하인 단간균으로 대별한다.
간균은 양쪽 끝이 둥근 것이 보통이나 Bacillus anthracis와 같이 각이진 것도 있다. 또한 포자를 형성하는 세균 중에서 포자 때문에 세포이 일부가 팽대하여 중앙이 방추형처럼 두터워진 것을 Clostridium, 끝이 팽대하여 곤봉처럼 된 것을 Plec- tridium이라고 한다.

  나선균
나선균은 개개의 세포가 흐트러져 있고 배열하는 경우는 거의 없다. 나선균은 나선의 정도가 불완전한데, 마치 짧은 콤마처럼 생긴 호균과 일반적인 나선균으로 구분한다.

2. 세균 세포의 구조

  세균 세포의 구조는 고등식물처럼 외측에 두텁고 탄성을 가진 세포벽이 있고, 그 바로 밑에 세포막이 밀착되어 있다. 세포 안에는 핵과 과립을 함유한 콜로이드상의 세포질이 있다.

(1) 외부구조

  편모
세균에는 운동성이 있는 것과 없는 것이 있다. 이 운동성은 가늘고 긴 털과 같은 편모에 의한 것이다. 편모의 유무, 수, 위치는 세균의 분류학상 중요한 기준이 된다. 편모는 위치에 따라 극모와 주모로 대별되며, 극모는 다시 단극모, 양극모, 극속모로 나눈다.
Pseudomonas목에 속하는 Pseudomonas, Spirillum, Vibrio 등과 같은 세균은 단극모 또는 극속모로 된 편모를 가지며, 진정세균목에 속하는 Salmonella, Bacillus 등은 주모성 편모를 갖는다. 편모는 주로 간균이나 나선균에만 있고 구균에는 거의 없다.

  선모
형태적으로 편모와는 명확하게 구분되는 균체의 조직으로서, 특히 그람음성세균에서 많이 발견된다. 선모는 유성적인 접합과정에서 중요한 역할을 한다는 것이 알려져 있다. 즉 웅성세포로부터 자성세포로 DNA가 이동하는 통로역할을 한다. 또 다른 종류의 선모는 다른 물체에 들러붙는 부착기관으로서의 역할을 하는 것도 알려져 있다.

  세포벽
세포벽은 세균 세포의 세포막, 즉 원형질막을 둘러싸고 있는 단단한 막이다. 세포를 보호하고 형태를 유지하는 역할을 한다.
세포벽의 화학적 조성은 보통 mucopoptide로 이루어져 있어서 세균 세포벽의 견고성을 유지해 주며, 리조자임의 작용을 받는 기질이 된다.
그람양성균은 그람음성균에 비하여 보다 많은 양의 mucopeptide를 함유하고 있다. 그람양성균은 그밖에도 teichoic acid, 아미노당류, 단당류 등으로 구성된 mucopo -lysaccharide를 함유하고 있다.
그람음성균의 세포벽은 mucopeptide로 된 내층과 lipopolysaccharide와 lipo- protein으로 된 외층으로 구성되어 있다. 단백질에는 통상적인 모든 아미노산이 함유되어 있으나, teichoic acid는 존재하지 않는다.

  협막
대부분의 세균 세포벽은 점성물질로 둘러싸여 있는데, 이것을 협막 또는 점질층이라고 한다. 협막은 점질층에 비하여 보다 명확한 구조나타내는 말이다. 화학적 성분은 다당류이지만  polypeptide의 중합체로 구성되어 있다.
협막의 형성이나 양은, 세균 세포의 유전적 조성이나 환경에 의하여 지배되고, 돌연변이나 환경에 따라서 달라질 수도 있다.

(2) 내부구조

  세포막
세포벽 바로 밑에서 원형질을 둘러싸고 있는 얇은 막을 원형질막 또는 세포막이라고 한다. 세포막의 화학적 조성은 주로 단백질과 지질로 구성되어 있으며, 산소호흡에 관여하는 효소계와 물질의 능동수송에 관여하는 permease라고 하는 담체단백이 함유되어 있다. 따라서 세균 세포의 세포막은 선택적투과성 막이기 때문에 세포속으로 물질의 출입을 제한하는 기능과 진핵세포의 미토콘드리아의 기능도 수행하는 것으로 생각되고 있다.
그람양성균인 간균이나 나선균 또는 방선균 등에서는 메소소옴이라고 하는 원형질막성 기관을 찾아볼 수 있는데, 이곳은 세포의 호흡능이 집중되어 있는 부위일 것으로 추정되고 있다.

  리보소옴
약 60％의 RNA와 40％의 단백질로 구성된 분자량 2.7×106 정도의 작은 과립으로, 진핵세포에서처럼 단백질을 합성하는 기관이다

  색소포
광합성 세균의 세포질에는 리보소옴 속에 색소포가 산재해 있다. 세균의 광합성 색소와 효소를 포함하고 있는 색소포는 건조균체량의 50％이상을 차지하는 수도 있다. 주요한 화학적 조성은 단백질과 지질이고, 광합성 색소인 엽록소와 카로티노이드 및 광화학적 전자전달계에 관여하는 효소계를 포함하고 있다.

  핵
원시핵세포는 핵막을 가지지 않으므로 진핵세포의 핵과는 구분하여 염색질체 또는 핵부위, 세균염색체 등으로 불리나 원시적인 핵으로 보아야 할 것이다.
세균 세포의 핵은 DNA로 이루어져 있으며, 유리상태인 단 하나의 DNA가 복잡하게 겹쳐져서 원시핵세포의 유전담체를 형성하고 있다. 세균 세포의 DNA는 자기복제를 하지만, 세포분열은 유사분열에 의하지 않는다.

(3) 세포함유뮬

  세포는 원형질의 활동에 의해 생성된 2차적 생성물질인 후형질을 세포 내에 함유하고 있다. 세균 세포가 물에 용해되지 않는 여러 가지 종류의 후형질을 세포 내에 축적할 때, 이러한 물질은 세포질 부위에 명확한 과립 또는 유적의 형태로 퇴적된다. 그런데 세균 세포가 세포 내에 가지고 있는 후형질은 대체로 세포의 저장물로 된다. 세균 세포의 저장물질은 그 화학적 조성과 생리학적 기능적 차이에 따라 3가지 유형으로 구분할 수 있다. 즉, 탄소원 및 에너지원으로서의 역할을 하는 유기중합체, 인산의 저장원으로서의 역할을 하는 볼루틴과립, 그리고 황세균에서 에너지원의 역할을 하는 황의 유적등이다