세균은 박테리아라고도 부르며, 미생물에 속한다. 세균은 세포 내에 핵이나 막으로 둘러싸인 기관이 결여되어 있고, 펩티도글리칸으로 구성된 세포벽을 가지고 있으며, 대부분 유전체는 원형의 단일염색체로 구성된다. 세균은 지구상에 출현한 후 오랜 시간 동안 환경변화에 적응하면서 계속해서 진화하고 있다. 세균의 몸은 단세포로 구성되어있고, 종류로는 둥근 모양은 구균, 긴 막대 모양의 간균, 나선형의 나선균 등이 있다. 세포 크기가 작고, 세포구조도 단순하며, 성장이 빠르고 다양한 환경에서도 잘 적응한다.
세균은 그람양성균과 그람음성균으로 나뉜다. 이 두 가지 세균의 분류 방법으로는 세포막의 형태를 구분하는 방법을 이용한다. 여기서 그람이란 덴마크 세균학자 C. Gram에서 유래된 말로 자신의 이름을 따서 그람이라고 지었다. 그람염색법을 발견하여 세포막의 형태를 구별할 수 있는 방법을 찾았다. 그람염색 방법은 3가지 염색약을 이용하여 시행된다. 먼저 세균을 알코올램프를 이용하여 슬라이드 글라스에 고정하고 모든 세균을 염색시키는 크리스탈 바이올렛과 요오드를 사용하여 염색한다. 염색 후 물로 씻어낸 후, 95% 알코올을 사용하여 씻어낸다. 그 후 사프라닌 용액을 이용하여 2차 염색을 시행한다. 염색 후 물로 씻어낸 후 건조 후 현미경을 통해 관찰하면 세포벽이 얇은 그람 음성균은 분홍색 또는 자주색을 세포벽이 두꺼운 그람 양성균은 푸른색 및 보라색을 띠는 것을 확인할 수 있다. 이렇게 세포벽의 염색이 다르게 나타나는 것으로 그람 양성균과 음성균의 확인이 가능하다.
과거에는 그람염색을 통해 그람양성균과 그람 음성균으로 분류하였는데, 현재는 16S rRNA를 통한 분류체계가 확립되었다. 16S rRNA란 원핵생물 리보솜의 30s 소단위체를 구성하고 있는 rRNA로 약1500 뉴클레오타이드 정도의 길이를 가진 부위이다. 이 부위의 서열을 비교하여 원핵생물을 동정하는 데 사용된다. 동종 간에는 다양성이 거의 나타나지 않지만 다른 종간에는 다양성이 나타나므로 이를 사용하여 생물 동정에 이용하여 분류한다.
현재 세균은 대사 능력에 따라 다양하게 이용되고 있으며, 생명공학 기술에도 이들 세균이 많이 적용되고 있다. 유전자조작에 가장 많이 사용되는 세균으로는 대장균 ( Escherichia coli )이 있는데 이는 DNA 사슬이 둥근 고리로 존재한다. 대장균은 유전자 조작을 통해 상업적으로 가치가 있는 항생물질이나, 유용한 단백질을 대량 배양하여 대량생산에 용이하다. 이는 우리 생활에 많은 도움을 주고 현대사회가 빠르고 안전하게 발전할 수 있는 원동력이 되었다.
세균은 우리에게 이롭지만은 않다. 세균은 사람과 동물에게 많은 질병을 일으키기도 한다.과거에 사람에게 자주 발생하는 질병으로는 Clostridium botulinum으로 일명 보툴리누스는 부적절하게 조리된 음식을 통해 감염되는데 급성으로 나타나며, 사람에게 치명적일 수 있다. 또 Vibrio cholerae 는 콜레라라는 질병을 유발하며, 심한 설사와 탈수로 죽음에 이르게까지 할 수 있다. 과거 위생이 깨끗하지 않았을 시기에 콜레라로 사망하는 사람이 많았다. 장티푸스, 결핵, 폐렴, 디프테리아, 흑사병 등 세균이 유발하는 질병의 종류는 많았으며, 과거부터 치료 방법이 많이 연구되어 현재는 이러한 질병의 예방 및 치료가 가능하여 치명적이지 않지만, 앞으로도 우리가 알지 못하는 세균으로 인한 질병은 언제든지 나타날 수 있다.
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