세균(Bacteria)

세균류 [ 細菌類, Bacteriomycota ] :균류의 한 문(門).                               

 

넓은 의미로는 원핵 균류(原核菌類)를 뜻하나 좁은 의미로는 마이코플라스마문 ·점액세균문(粘液細菌門) · 스피로헤타문 ·방선균문(放線菌門)을 제외한 세균문만을 뜻한다. 미세한 단세포 생물로 세포 자체는 고등 생물에 비하여 미분화 상태이며 핵막도 뚜렷하지 않아 원핵 생물(原核生物)이라고도 한다. 증식은 핵물질의 직접적인 2분법에 의하므로 크게 식물계의 분열 생물문에 속하기도 한다. 세균은 원시상태의 생물인 대신에 생활양식이 다양하기 때문에 지구상의 여러 곳에서 생육할 수 있다. 세균의 크기는 작은 것은 0.2μm 정도에서 큰 것은 80μm에 이른다. 보통 간균은 지름 0.5μm, 길이 1.0~2.0μm의 것이 흔하다. 자연계에서 철산화(鐵酸化)로 에너지를 얻는 철세균이나 황을 이용하여 에너지를 얻는 황세균 등은 비교적 큰 것들에 해당한다. 마이코플라스마 등은 작은 것의 한 예가 된다.   1. 분류   일반적으로 세균의 분류는 여러 형태학적 특징을 비롯하여 각종 물질대사에 수반되는 생리학적 여러 가지 특징, 핵산물질 및 염기의 조합비, 면역학적 특징 및 병원성의 유무 등을 기준으로 한다. 지금까지 알려진 총 세균수는 1,700종 이상으로 알려져 있으나 이들의 완전한 분류방식은 아직 찾지 못하고 있는 실정이다. 최근에는 모든 물질의 구조적 ·기능적 특성의 자료를 컴퓨터에 입력하여 분류를 시도하기까지에 이르렀으나 번거롭다는 결점이 있다. 일반적으로 가장 광범위하게 사용되고 있는 방법은 P.H.Bergy의 편람(便覽)에 제시된 것이다. 세균의 형태에 따른 분류는 구형을 한 구균(coccus), 막대 모양을 한 간균(bacillus), 길고 나선 모양으로 꼬인 나선균(spirillum)으로 대별된다. 균체의 배열에 따라 두 개가 붙어 있는 경우는 쌍구균(diplococcus), 연쇄상으로 몇 개씩 연결되어 있는 연쇄상구균(streptococcus), 많은 구균이 포도송이처럼 뭉쳐 있는 포도상 구균(staphylococcus), 4개가 연결된 4련 구균(tetrad), 8개가 연결된 8련 구균(sarcina) 등으로 분류된다.                                                       포도상구균             나선균               쌍구균                   간 균 분류학상으로 세균류는 다음과 같이 3강으로 분류된다. ⑴ 리케차강(Rickettsiomycetes) 클라미디아목(Chlamydiales:앵무병감염균 ·트라코마감염균 등) 리케차목(Rickettsiales:Q열균 ·발진티푸스균 등)           ⑵ 진정세균강(Eubacteriomycetes) 진정세균목(Eubacteriales:포도상 구균 ·젖산발효균 ·디프테리아균 ·근류균 ·아조토박터 ·대장균 등) 카리오파논목(Caryophanales:절지동물 기생균 ·소양의 소화관 기생균 등) ⑶ 슈도모나스강(Pseudomonadomycetes) 슈도모나스목(Pseudomonadales:아세트산균 ·녹농균 ·메틸산화균 ·진산균 · 나선균 ·콜레라균 등) 홍색세균목(Rhodobacteriales:황녹색균 ·황홍색균 등) 활주세균목(Beggiatales:활주세균 ·황세균 등) 유협세균목(Chlamydobacteriales:용천철세균 ·나선철세균 등) 아출세균목(Hyphomicrobiales):블라스토카울리스속(Blastocaulis) ·히포미크로븀속(Hyphomicrobium) ·로도미크로븀속(Rhodomicrobium) 등이 속한다.   2. 형태   균체는 일반적으로 세포막에 싸여 있고 세포 내에는 과립 및 봉입체(封入體) 등의 함유물을 지니는 세포질과 유전에 관여하는 핵(양)물질 등으로 되어 있다. 종류에 따라서는 드물게 세포벽이 없는 것도 있다. 세균류는 안쪽에서부터 핵물질 · 세포질 · 세포막 · 세포벽 ·점액층 또는 캡슐[莢膜]의 순으로 되어 있다. 세포질에는 전자현미경으로 관찰되는 리보솜 ·메소솜 ·색소체, 그리고 무기영양분의 과립체 또는 함유물이 들어 있다. 종류에 따라서는 운동기관으로 편모를 가지고 있으며 편모의 배치는 세균의 종류에 따라 특유하다. 1개만 가진 단모균(monotrichate), 한 쪽에 몇 개 모여 나는 총모균(lophotrichate), 양끝에 나는 양모균(amphitrichate) 및 둘레에 고루 나 있는 주모균(peritrichate) 등으로 구별된다. 토양세균 중에는 불리한 주위 환경조건하에서 아포(芽胞)를 형성하는 것도 있다. 이것은 세균의 휴지상태 또는 내구형(耐久型)으로 생각된다.   3. 생태   단일세포 또는 그들의 집락(colony)을 알맞은 배지(培地)에 접종시켜 온도 ·습도 및 공기의 공급을 적당한 조건으로 맞추어 발육시키면 수 시간 또는 수일 내에 육안으로 볼 수 있을 정도로 큰 집락을 형성한다. 세균의 발육은 첫째 세포분열 또는 증식의 과정, 둘째 세포군의 발육으로 크게 나눌 수 있다. 대부분의 세균 증식은 DNA 복제에 이어 단백질이 양적으로 증가하고 세포가 2등분되는 간단한 횡분열에 의하여 일어난다. 세균 한 세대의 생활기간은 다른 생물에 비하여 매우 짧은 것이 특징인데, 대장균은 20분 정도의 짧은 시간에 한 세대가 끝난다. 그러나 세균의 종류와 발육환경에 따라 세균의 발육정도는 달라지기도 한다. 배지의 종류에 따라 차이가 있지만 1 mℓ의 배지 속에서는 30~40억의 밀도로 증식할 수 있는 것도 있으며, 자원생물(資源生物)로서의 개발 연구에 이러한 특징이 중요시되고 있으며 이용되기도 한다.  4. 생리   생명유지와 자기증식을 위하여 세균이 요구하는 영양물질은 그 종류에 따라 큰 차이가 있다. 간단한 무기물질만 있으면 에너지원으로 쓰는 동시에 자기 몸구성에도 이용하는 독립영양세균(Autotrophs)과, 자기는 합성을 못하나 이미 다른 생물이 합성한 물질을 이용만 할 수 있는 종속영양세균(Heterotrophs) 및 다른 생물체에 기생해야만 증식이 가능한 기생영양세균 등으로 나누어진다. 세균의 발육에는 각종 영양원과 함께 온도 ·습도 ·산소의 존재는 매우 중요한 역할을 한다. 20℃ 이하에서 잘 자라는 무리를 저온성 세균, 55~60℃에서 잘 자라는 무리를 고온성 세균, 그 중간 온도에서 잘 자라는 세균을 중온성 세균이라 한다. 동식물에 기생하는 무리는 거의 중온성 세균에 속한다. 산소공급이 있어야 증식할 수 있는 무리는 호기성 세균, 증식에 산소가 필요없는 것은 혐기성 세균, 산소 공급에 영향을 받지 않는 무리는 조건부 혐기성 또는 통기성(通氣性) 세균이라 한다. 그 밖에 수소이온농도(pH)도 세균의 발육에 크게 영향을 끼친다. 세균은 일반적으로 높은 삼투압하에서는 생육하기 어렵다. X선 ·γ선 ·이온화성 방사선은 세균의 사멸 및 변이를 일으킨다.  5. 유용세균과 유해세균   세균에 관한 연구는 역사적으로는 의학적 ·위생학적 필요에 따라 학문으로서 발달이 이루어졌으며, 점차 순수 생물학적인 분야로 전환되어 왔다. 그러는 동안에 발효학 ·공업미생물학 등 여러 응용분야에서도 많이 연구되었다. 세균류가 생산할 수 있는 물질이나 자연계 속의 여러 가지 물질을 분해할 수 있는 능력은 인간에게 중요한 것이 많다. 젖산을 분비하는 젖산균(Lactobacillus)은 청주양조 및 야쿠르트 등 젖산발효에 이용되고, 아세톤 ·부탄올 및 비타민 B2 제조에는 클로스트리듐균(Clostridium)이 이용된다. 글루탐산을 생산하는 세균은 조미료로 쓰이는 α-케토글루탐산의 제조에 사용된다. 한편, 아조토박터(Azotobacter)가 클로스트리듐 세균으로는 공중질소를 고정시킴으로써 농업생산물의 증산에 많은 공헌을 하고 있다. 도시에서 나오는 오염된 생활하수나 생산공장 등에서 배출하는 폐수는 여러 세균류에 의하여 분해작용이 일어나며 경우에 따라서는 유해물질까지도 깨끗하게 해준다. 이처럼 유기물을 분해하는 세균류는 자연정화작용에도 관여하여 인류에게 큰 이익을 준다. 한편, 사람이나 동물에 기생하여 각종 질병을 일으키는 세균은 여러 독소를 생산한다. 파상풍균 ·디프테리아균 ·보툴리누스균 등은 단백질성 물질의 강한 균체외독소(exotoxin)를 분비한다. 파상풍균은 병원균 중에서 가장 강력한 독소를 생산하는데, 이 균을 1주일 정도 배양한 여과액 1mℓ에는 10~20만 마리의 쥐를 죽일 수 있는 독소가 있다. 콜레라균 · 적리균 · 녹농균(Pseudomonas) 등은 다당체를 주체로 하는 균체내독소(endotoxin)를 생산한다. 균체내독소는 사후에 균체의 파괴에 의하여 액중에 유리된다. 결핵균 등의 항산성 세균(抗酸性細菌)은 유독성인 유지질(類脂質)의 독소를 함유하고 있다. 이 외에 세균류는 단백질의 분해과정 중에 프토마인 등의 강력한 독소를 생산하는 세균도 있다. 연쇄구균은 적혈구를 파괴시켜서 혈구를 용해하는 작용이 있을 뿐만 아니라 폐혈증과 심장내막염의 병원균이 되기도 한다. 쌍구균에는 급성폐렴의 원인균과 비뇨생식기의 병원균인 임균(淋菌) 등이 있다. 장티푸스균은 혈액 중에 들어가며, 식중독을 일으키는 균(Salmonella)과 설사를 일으키는 균(Shigella)은 장의 점막에 기생하고, 콜레라균은 소장에 기생하여 극심한 병증을 나타내게 된다. 또한, 가축에 병을 일으키는 병원균도 여러 종류가 알려져 있는데 탄저균, 단독균(丹毒菌) 등은 소 ·말 ·양 ·닭 ·산새 ·쥐 등과 사람에게도 감염된다. 식물에 병을 일으키는 세균류는 수백 종이 발견되어 있는데 농작물에 큰 피해를 입힌다. 즉, 가지과식물의 풋마름병[靑枯病], 감자의 둘레썩음병[輪腐病], 토마토의 궤양병[潰瘍病], 과수류의 암종병(癌腫病) 등이 잘 알려져 있다.   출처 : 두산세계대백과  EnCyber