알려진 박테리아 이름. 박테리아, 그들의 다양성

쌀. 1. 인체는 90%가 미생물 세포로 구성되어 있습니다. 여기에는 500~1000가지의 다양한 유형의 박테리아 또는 수조 개의 놀라운 주민이 포함되어 있으며 이는 총 중량이 최대 4kg에 이릅니다.

쌀. 2. 구강 내 서식하는 세균 : 연쇄상 구균 돌연변이 (녹색). Bakteroides gingivalis는 치주염(라일락색)을 유발합니다. 칸디다 알비쿠스(노란색). 피부와 내부 장기에 칸디다증을 유발합니다.

쌀. 7. 결핵균. 박테리아는 수천 년 동안 인간과 동물에게 질병을 일으켜 왔습니다. 결핵균은 외부 환경에서 매우 안정적입니다. 95%의 경우 공기 중의 물방울에 의해 전염됩니다. 대부분 폐에 영향을 미칩니다.

쌀. 8. 디프테리아의 원인균은 코리네박테리아나 레플러균이다. 편도선 점액층의 상피에서 가장 자주 발생하며 후두에서는 덜 발생합니다. 후두가 붓고 림프절이 커지면 질식이 발생할 수 있습니다. 병원체의 독소는 심장 근육, 신장, 부신 및 신경절 세포막에 고정되어 파괴됩니다.

쌀. 9. 포도상 구균 감염의 원인 물질. 병원성 포도상구균은 피부와 그 부속기관에 광범위한 손상을 일으키고, 여러 내부 장기에 손상을 주며, 식품 매개 독성 감염, 장염 및 대장염, 패혈증 및 독성 쇼크를 유발합니다.

쌀. 10. 수막구균은 수막구균 감염의 원인균입니다. 사례의 최대 80%는 어린이입니다. 감염은 아프고 건강한 박테리아 운반체의 공기 중의 물방울에 의해 전염됩니다.

쌀. 11. 보르데텔라 백일해(Bordetella pertussis).

쌀. 12. 성홍열의 원인균은 화농성 연쇄구균이다.

수중미생물의 유해균

물은 많은 미생물의 서식지입니다. 1cm3의 물에는 최대 100만 개의 미생물이 있을 수 있습니다. 병원성 미생물은 산업 기업, 인구 밀집 지역 및 가축 농장에서 물에 유입됩니다. 병원성 미생물이 포함된 물이 오염원이 될 수 있습니다. 이질, 콜레라, 장티푸스, 야토병, 렙토스피라증 등.콜레라 비브리오균에 감염되어 꽤 오랫동안 물에 남아 있을 수 있습니다.

쌀. 13. 시겔라. 병원균은 세균성 이질을 유발합니다. 이질균은 결장 점막의 상피를 파괴하여 심각한 궤양성 대장염을 유발합니다. 그들의 독소는 심근, 신경계 및 혈관계에 영향을 미칩니다.

쌀. 14. . 비브리오균은 소장 점액층의 세포를 파괴하지 않고 표면에 존재합니다. 그들은 콜레라겐이라는 독소를 분비하는데, 그 작용으로 인해 물-소금 대사가 중단되어 신체가 하루에 최대 30리터의 체액을 잃게 됩니다.

쌀. 15. 살모넬라는 장티푸스와 파라티푸스의 원인균이다. 소장의 상피와 림프 요소가 영향을 받습니다. 혈류를 통해 골수, 비장 및 담낭으로 들어가고, 여기에서 병원균이 다시 소장으로 들어갑니다. 면역염증으로 인해 소장벽이 파열되어 복막염이 발생하게 된다.

쌀. 16. 야토병(청색코코박테리아)의 원인균. 그들은 호흡기와 내장에 영향을 미칩니다. 그들은 눈, 비인두, 후두 및 내장의 손상되지 않은 피부와 점막을 통해 인체에 침투하는 능력을 가지고 있습니다. 질병의 특징은 림프절(1차 림프절)의 손상입니다.

쌀. 17. 렙토스피라. 이는 인간의 모세혈관 네트워크, 종종 간, 신장 및 근육에 영향을 미칩니다. 이 질병을 전염성 황달이라고합니다.

토양 미생물의 유해 박테리아

수십억 개의 "나쁜" 박테리아가 토양에 살고 있습니다. 1헥타르의 30센티미터 두께의 땅에는 최대 30톤의 박테리아가 있습니다. 강력한 효소 세트를 보유하고있어 단백질을 아미노산으로 분해하여 부패 과정에 적극적으로 참여합니다. 그러나 이러한 박테리아는 인간에게 많은 문제를 가져옵니다. 이러한 미생물의 활동으로 인해 음식은 매우 빨리 상합니다. 인간은 살균, 염장, 흡연 및 냉동을 통해 상온 보관 식품을 보호하는 방법을 배웠습니다. 이러한 박테리아 중 일부 유형은 소금에 절인 식품이나 냉동 식품도 손상시킬 수 있습니다. 아픈 동물과 인간으로부터 토양으로 들어갑니다. 일부 유형의 박테리아와 곰팡이는 수십 년 동안 토양에 남아 있습니다. 이는 이러한 미생물이 포자를 형성하여 수년 동안 불리한 환경 조건으로부터 보호하는 능력에 의해 촉진됩니다. 그들은 가장 위험한 질병을 유발합니다 - 탄저병, 보툴리누스 중독 및 파상풍.

쌀. 18. 탄저병의 원인 물질. 수십 년 동안 포자와 같은 상태로 토양에 남아 있습니다. 특히 위험한 질병. 두 번째 이름은 악성 옹종입니다. 질병의 예후는 좋지 않습니다.

쌀. 19. 보툴리누스 중독의 원인 물질은 강력한 독소를 생성합니다. 이 독 1마이크로그램이 사람을 죽인다. 보툴리눔 독소는 신경계, 안구 운동 신경, 마비 및 뇌신경까지 영향을 미칩니다. 보툴리누스 중독으로 인한 사망률은 60%에 달합니다.

쌀. 20. 가스 괴저의 원인 물질은 공기가 통하지 않는 신체의 연조직에서 매우 빠르게 증식하여 심각한 병변을 유발합니다. 포자와 같은 상태로 외부 환경에서 오랫동안 지속됩니다.

쌀. 21. 부패성 박테리아.

쌀. 22. 부패성 박테리아에 의한 식품 손상.

목재를 손상시키는 유해세균

수많은 박테리아와 곰팡이가 섬유질을 집중적으로 분해하여 중요한 위생 역할을 합니다. 그러나 그 중에는 동물에게 심각한 질병을 일으키는 박테리아가 있습니다. 곰팡이는 나무를 파괴합니다. 목재 염색 버섯나무를 다양한 색상으로 칠하세요. 집버섯나무를 썩은 상태로 만듭니다. 이 곰팡이의 중요한 활동으로 인해 목조 건물이 파괴됩니다. 이 곰팡이의 활동은 축사 파괴에 큰 피해를 입힙니다.

쌀. 23. 사진은 집 곰팡이가 나무 바닥 기둥을 어떻게 파괴했는지 보여줍니다.

쌀. 24. 목재 염색 곰팡이에 의해 원목의 손상된 외관(청색).

쌀. 25. 집버섯 Merulius Lacrimans. a - 면모 균사체; b – 어린 자실체; c – 오래된 자실체; d – 오래된 균사체, 끈 및 나무 부패.

식품 속 유해균

위험한 박테리아로 오염된 제품은 장 질환의 원인이 됩니다. 장티푸스, 살모넬라증, 콜레라, 이질등 방출되는 독소 포도상구균과 보툴리누스균, 독성 감염을 유발합니다. 치즈 및 모든 유제품이 영향을 받을 수 있음 부티르산 박테리아, 이는 부티르산 발효를 유발하여 불쾌한 냄새와 색상을 갖는 제품이 됩니다. 식초스틱아세트산 발효를 일으켜 신맛이 나는 와인과 맥주를 만듭니다. 부패를 일으키는 박테리아와 구균단백질을 분해하는 단백질 분해 효소가 함유되어 있어 제품에 악취가 나고 쓴 맛이 납니다. 제품이 손상되어 곰팡이가 생겼습니다. 곰팡이.

쌀. 26. 곰팡이에 감염된 빵.

쌀. 27. 곰팡이와 부패성 박테리아의 영향을 받는 치즈.

쌀. 28. "야생 효모" 피치아 파스토리스. 사진은 600x 배율로 촬영되었습니다. 맥주의 최악의 해충. 자연의 모든 곳에서 발견됩니다.

식이지방을 분해하는 유해균

부티르산 미생물어디에나 있습니다. 그 중 25종은 부티르산 발효를 일으킵니다. 생활활동 지방을 소화하는 박테리아오일의 산패를 초래합니다. 이들의 영향으로 콩과 해바라기씨는 부패하게 됩니다. 이들 미생물에 의해 발생하는 부티르산 발효는 사일리지를 상하게 하고, 가축이 잘 먹지 못하게 된다. 그리고 부티르산 미생물에 감염된 젖은 곡물과 건초는 스스로 가열됩니다. 버터에 함유된 수분은 번식에 좋은 환경입니다. 부패성 박테리아와 효모균. 이로 인해 오일은 외부뿐만 아니라 내부에서도 열화됩니다. 오일을 장기간 보관하면 표면에 침전될 수 있습니다. 곰팡이.

쌀. 29. 지방 분해 박테리아의 영향을 받는 캐비어 오일.

계란 및 계란제품에 영향을 미치는 유해 박테리아

박테리아와 곰팡이는 외부 껍질의 구멍과 손상을 통해 계란에 침투합니다. 대부분의 경우 계란은 살모넬라 박테리아 및 곰팡이, 계란 분말에 감염됩니다. 살모넬라 및 .

쌀. 30. 버릇없는 계란.

통조림 속 유해균

인간에게 독소는 보툴리눔균과 퍼프린겐스균. 이들 포자는 내열성이 높아 통조림 식품을 저온살균한 후에도 미생물이 생존할 수 있습니다. 항아리 안에 산소가 공급되지 않으면 번식하기 시작합니다. 이로 인해 이산화탄소와 수소가 방출되어 병이 부풀게 됩니다. 이러한 제품을 섭취하면 심각한 음식 중독증이 발생하며 이는 극도로 심한 과정이 특징이며 종종 환자의 사망으로 끝납니다. 통조림 고기와 야채는 훌륭합니다 아세트산 박테리아,

쌀. 32. 부풀어 오른 통조림 식품에는 보툴리눔균과 퍼프린젠스균이 함유되어 있을 수 있습니다. 항아리는 번식 중에 박테리아에 의해 방출되는 이산화탄소에 의해 부풀어 오른다.

곡물 및 빵의 유해 박테리아

맥각곡물을 감염시키는 기타 곰팡이는 인간에게 가장 위험합니다. 이 버섯의 독소는 열에 안정적이며 구워도 파괴되지 않습니다. 그러한 제품의 사용으로 인한 독성은 심각합니다. 고통, 괴로움 유산균, 불쾌한 맛과 특정한 냄새가 있으며, 외관상 울퉁불퉁합니다. 이미 구운 빵이 영향을 받습니다. 바실러스 서브틸리스(Bac. subtilis) 또는 "중력병". 간균은 빵 전분을 분해하는 효소를 분비하는데, 이는 먼저 빵 특유의 냄새가 나지 않는 냄새로 나타나고 그 다음에는 빵가루의 끈적임과 점성에 의해 나타납니다. 녹색, 흰색 및 유두형 곰팡이이미 구운 빵에 영향을 미칩니다. 그것은 공기를 통해 퍼집니다.

쌀. 33. 사진에는 보라색 맥각이 있습니다. 낮은 복용량의 맥각은 심한 통증, 정신 장애 및 공격적인 행동을 유발합니다. 고용량의 맥각은 고통스러운 죽음을 초래합니다. 그 작용은 곰팡이 알칼로이드의 영향으로 근육 수축과 관련이 있습니다.

쌀. 34. 곰팡이 균사체.

쌀. 35. 녹색, 흰색, 유두형 곰팡이 포자가 공기 중에서 이미 구운 빵 위로 떨어져 감염될 수 있습니다.

과일, 야채, 딸기에 영향을 미치는 유해 박테리아

과일, 야채, 열매가 씨를 뿌립니다. 토양세균, 곰팡이균장 감염을 일으키는 효모. 분비되는 마이코톡신 파툴린 페니실리움 속의 버섯, 인간에게 암을 유발할 수 있습니다. 예르시니아 엔테로콜리티카피부, 위장관 및 기타 기관 및 시스템에 영향을 미치는 질병 yersiniosis 또는 pseudotuberculosis를 유발합니다.

쌀. 36. 곰팡이에 의한 열매의 손상.

쌀. 37. 여시니증으로 인한 피부 병변.

유해한 박테리아는 음식, 공기, 상처 및 점막을 통해 인체에 들어갑니다. 병원성 미생물에 의해 발생하는 질병의 심각성은 이들이 생산하는 독극물과 이들이 집단으로 죽을 때 발생하는 독소에 따라 달라집니다. 수천년에 걸쳐 그들은 살아있는 유기체의 조직에 침투하여 머물며 면역에 저항할 수 있는 많은 적응을 획득했습니다.

미생물이 신체에 미치는 해로운 영향을 연구하고 예방 조치를 개발하는 것은 인간의 임무입니다!

바로 지금 이 순간에도 여러분이 이 글을 읽으면 여러분은 박테리아의 활동으로부터 혜택을 받고 있는 것입니다. 우리가 들이마시는 산소부터 위장이 음식에서 추출하는 영양분까지, 이 행성에서 번성하고 있는 박테리아에 감사해야 합니다. 우리 몸에는 박테리아를 포함한 미생물이 우리 세포보다 약 10배 더 많습니다. 본질적으로 우리는 사람보다 미생물에 가깝습니다.

우리가 미생물과 그것이 지구와 건강에 미치는 영향에 대해 조금 이해하기 시작한 것은 최근에 불과합니다. 그러나 역사에 따르면 수세기 전에 우리 조상들은 이미 박테리아의 힘을 활용하여 음식과 음료를 발효시켰습니다. 맥주?).

17세기에 우리는 우리 몸과 긴밀하게 연결된 입 안의 박테리아를 직접 연구하기 시작했습니다. Antoni van Leeuwenhoek은 호기심으로 인해 자신의 치아 사이에 있는 플라그를 검사하다가 박테리아를 발견하게 되었습니다. Van Leeuwenhoek은 그의 치아에 있는 박테리아 군집을 "단단한 반죽과 같은 작은 흰색 물질"로 묘사하면서 박테리아에 대해 시적으로 표현했습니다. 샘플을 현미경 아래에 놓고 van Leeuwenhoek은 미생물이 움직이는 것을 확인했습니다. 그래서 그들은 살아있습니다!

박테리아는 숨 쉴 수 있는 공기를 생성하고 우리가 집이라고 부르는 지구의 생물학적 풍요로움을 유지하는 데 핵심적인 역할을 하여 지구에서 중요한 역할을 했다는 사실을 알아야 합니다.

이 기사에서는 작지만 매우 영향력 있는 미생물에 대한 개요를 제공할 것입니다. 우리는 박테리아가 인간과 환경의 역사를 형성하는 좋은 점, 나쁜 점, 완전히 기괴한 방식을 살펴볼 것입니다. 먼저, 박테리아가 다른 생물과 어떻게 다른지 살펴보겠습니다.

박테리아의 기초

글쎄, 박테리아가 육안으로 보이지 않는다면 우리는 어떻게 박테리아에 대해 그렇게 많이 알 수 있습니까?

과학자들은 크기가 1~수 마이크론(100만 분의 1미터)에 이르는 박테리아를 관찰하고 이들이 다른 생명체, 식물, 동물, 바이러스 및 곰팡이와 어떻게 관련되어 있는지 알아내기 위해 강력한 현미경을 개발했습니다.

아시다시피, 세포는 우리 몸의 조직에서부터 창밖에서 자라는 나무에 이르기까지 생명의 구성 요소입니다. 인간, 동물, 식물은 핵이라는 막에 유전 정보를 담고 있는 세포를 가지고 있습니다. 진핵 세포라고 불리는 이러한 유형의 세포는 특수한 소기관을 갖고 있으며, 각 소기관은 세포 기능을 돕는 고유한 임무를 갖고 있습니다.

그러나 박테리아에는 핵이 없으며 유전 물질(DNA)이 세포 내부에서 자유롭게 떠다닙니다. 이 미세한 세포에는 소기관이 없으며 유전 물질의 다른 재생산 및 전달 방법이 있습니다. 박테리아는 원핵 세포로 간주됩니다.

박테리아는 산소가 있는 환경과 없는 환경에서 생존합니까?

모양: 막대형(간균), 원형(구균) 또는 나선형(spirillum)

박테리아는 그람 음성인가요 아니면 그람 양성인가요? 즉, 세포 내부의 염색을 방지하는 외부 보호막을 가지고 있나요?

박테리아가 환경을 이동하고 탐색하는 방법(많은 박테리아에는 주변 환경에서 이동할 수 있는 작은 채찍 모양의 구조인 편모가 있음)

미생물학(박테리아, 고세균, 곰팡이, 바이러스 및 원생동물을 포함한 모든 유형의 미생물에 대한 연구)은 박테리아와 사촌 미생물을 구별합니다.

현재 고세균으로 분류되는 박테리아와 유사한 원핵생물은 한때 박테리아와 함께 있었지만 과학자들이 이에 대해 더 많이 알게 되면서 박테리아와 고세균에 고유한 범주를 부여했습니다.

미생물 영양(및 미아즈마)

사람, 동물, 식물과 마찬가지로 박테리아도 생존하려면 음식이 필요합니다.

일부 박테리아(독립영양생물)는 햇빛, 물, 환경 화학 물질과 같은 기본 자원을 사용하여 식량을 만듭니다(250만 년 동안 햇빛을 산소로 전환해 온 남조류를 생각해 보세요). 다른 박테리아는 음식으로 존재하는 유기물(예: 숲 바닥의 죽은 잎)에서 에너지를 얻기 때문에 과학자들은 종속영양생물이라고 부릅니다.

진실은 박테리아에게 맛있을 수 있는 것이 우리에게는 역겹다는 것입니다. 그들은 기름 유출과 핵 부산물에서부터 인간의 폐기물과 분해 생성물에 이르기까지 모든 유형의 제품을 흡수하도록 진화했습니다.

그러나 특정 식품 공급원에 대한 박테리아의 친화력은 사회에 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 이탈리아의 미술 전문가들은 과도한 소금과 접착제 층을 먹어치워 귀중한 예술 작품의 내구성을 감소시킬 수 있는 박테리아에 눈을 돌렸습니다. 유기물을 처리하는 박테리아의 능력은 토양과 물 모두에서 지구에 매우 유익합니다.

일상적인 경험을 통해 박테리아가 쓰레기통의 내용물을 섭취하고 남은 음식을 소화하고 자체 가스 부산물을 배출할 때 박테리아로 인해 발생하는 냄새를 잘 알고 있습니다. 그러나 이것이 전부는 아닙니다. 가스를 직접 배출할 때 어색한 순간을 일으키는 원인이 박테리아라고 비난할 수도 있습니다.

하나의 대가족

박테리아는 기회가 주어지면 자라서 군집을 형성합니다. 음식과 환경 조건이 좋으면 번식하여 생물막이라는 끈적끈적한 덩어리를 형성하여 바위부터 입의 치아까지 표면에서 생존합니다.

생물막에는 장단점이 있습니다. 한편으로는 자연물에 상호 이익이 된다(상호주의). 반면에 심각한 위협이 될 수도 있습니다. 예를 들어, 의료용 임플란트 및 장치로 환자를 치료하는 의사는 생물막이 박테리아에 공간을 제공하기 때문에 생물막에 대해 심각한 우려를 갖고 있습니다. 일단 식민지화되면 생물막은 인간에게 독성이 있고 때로는 치명적인 부산물을 생성할 수 있습니다.

도시의 사람들과 마찬가지로 생물막의 세포도 서로 통신하여 음식과 잠재적인 위험에 대한 정보를 교환합니다. 그러나 박테리아는 이웃에게 전화하는 대신 화학 물질을 사용하여 메모를 보냅니다.

또한 박테리아는 스스로 살아가는 것을 두려워하지 않습니다. 일부 종은 혹독한 환경에서 생존할 수 있는 흥미로운 방법을 개발했습니다. 더 이상 음식이 없고 환경이 견딜 수 없게 되면 박테리아는 세포를 휴면 상태로 만들고 박테리아의 유전 물질을 보존하는 단단한 껍질인 내생포자를 만들어 스스로를 보존합니다.

과학자들은 1억년, 심지어 2억 5천만년 동안 저장된 타임캡슐에서 박테리아를 발견합니다. 이는 박테리아가 오랫동안 자체 저장이 가능하다는 것을 의미합니다.

이제 우리는 식민지가 박테리아에 어떤 기회를 제공하는지 알았으니, 그들이 분열과 번식을 통해 어떻게 그곳에 도달하는지 알아봅시다.

박테리아 재생산

박테리아는 어떻게 식민지를 생성합니까? 지구상의 다른 생명체와 마찬가지로 박테리아도 생존하려면 스스로 복제해야 합니다. 다른 유기체는 유성 생식을 통해 이를 수행하지만 박테리아는 그렇지 않습니다. 하지만 먼저 다양성이 왜 좋은지 논의해 보겠습니다.

생명은 자연 선택을 겪습니다. 즉, 특정 환경의 선택적인 힘으로 인해 한 유형이 다른 유형보다 더 많이 번성하고 번식할 수 있습니다. 유전자는 세포에게 무엇을 해야 하는지 지시하고 머리카락과 눈의 색깔을 결정하는 기계라는 것을 기억하실 것입니다. 부모님으로부터 유전자를 물려받게 됩니다. 유성생식은 돌연변이, 즉 DNA의 무작위 변화를 초래하여 다양성을 만들어냅니다. 유전적 다양성이 많을수록 유기체가 환경 제약에 적응할 수 있는 가능성이 커집니다.

박테리아의 경우 번식은 올바른 미생물을 만나는 데 달려 있지 않습니다. 그들은 단순히 자신의 DNA를 복사하여 두 개의 동일한 세포로 나눕니다. 이분법이라고 불리는 이 과정은 하나의 박테리아가 둘로 분할되어 DNA를 복사하여 분할된 세포의 두 부분에 전달될 때 발생합니다.

생성된 세포는 궁극적으로 자신이 태어난 세포와 동일하므로 이러한 증식 방법은 다양한 유전자 풀을 생성하는 데 최선이 아닙니다. 박테리아는 어떻게 새로운 유전자를 얻나요?

박테리아는 수평적 유전자 전달, 즉 재생산 없이 유전 물질을 교환하는 영리한 수법을 사용하는 것으로 밝혀졌습니다. 박테리아가 이를 위해 사용하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 한 가지 방법은 세포 외부 환경, 즉 다른 미생물 및 박테리아(플라스미드라는 분자를 통해)로부터 유전 물질을 수집하는 것입니다. 또 다른 방법은 박테리아를 집으로 사용하는 바이러스입니다. 바이러스가 새로운 박테리아를 감염시키면 이전 박테리아의 유전 물질이 새로운 박테리아에 남습니다.

유전 물질의 교환은 박테리아에게 적응할 수 있는 유연성을 제공하며, 식량 부족이나 화학적 변화와 같이 스트레스가 많은 환경 변화를 감지하면 적응합니다.

박테리아가 어떻게 적응하는지 이해하는 것은 박테리아와 싸우고 의학용 항생제를 만드는 데 매우 중요합니다. 박테리아는 유전 물질을 너무 자주 교환할 수 있어서 이전에 효과가 있었던 치료법이 더 이상 효과가 없는 경우도 있습니다.

높은 산도 없고 깊은 바다도 없다

“박테리아는 어디에 있나요?”라고 묻는다면 “박테리아가 없는 곳은 어디입니까?”라고 묻는 것이 더 쉽습니다.

박테리아는 지구상 거의 모든 곳에서 발견됩니다. 어느 시점에 지구상에 있는 박테리아의 수를 상상하는 것은 불가능하지만, 일부 추정에서는 그 수(박테리아와 고세균을 합하여)를 5옥틸리언(0이 27개 있는 숫자)으로 추정합니다.

박테리아 종을 분류하는 것은 분명한 이유로 매우 어렵습니다. 현재 공식적으로 확인된 종은 약 30,000종에 달하지만 지식 기반은 지속적으로 성장하고 있으며 우리는 모든 유형의 박테리아 중 빙산의 일각에 불과하다는 의견이 있습니다.

사실 박테리아는 아주 오랫동안 주변에 존재해 왔습니다. 그들은 35억년 전으로 거슬러 올라가는 가장 오래된 화석 중 일부를 생산했습니다. 과학적 연구에 따르면 시아노박테리아는 약 23억~25억년 전에 세계 해양에서 산소를 생성하기 시작하여 오늘날까지 우리가 호흡하는 산소로 지구 대기를 포화시켰습니다.

박테리아는 공기, 물, 토양, 얼음, 열, 식물, 내장, 피부 등 모든 곳에서 생존할 수 있습니다.

일부 박테리아는 극한성 생물입니다. 즉, 매우 덥거나 추운 극한의 조건을 견딜 수 있거나 우리가 일반적으로 생명체와 연관시키는 영양분과 화학 물질이 부족한 경우를 의미합니다. 연구자들은 물과 얼음의 열수 분출구 근처에 있는 태평양 바닥에 있는 지구에서 가장 깊은 지점인 마리아나 해구에서 그러한 박테리아를 발견했습니다. 옐로스톤 국립공원의 유백색 웅덩이를 물들이는 박테리아처럼 고온을 좋아하는 박테리아도 있습니다.

나쁘다 (우리에게)

박테리아는 인간과 지구의 건강에 중요한 기여를 하지만, 어두운 면도 있습니다. 일부 박테리아는 병원성이 있을 수 있습니다. 즉, 질병과 질환을 유발할 수 있습니다.

인류 역사를 통틀어 특정 박테리아는 (당연히) 나쁜 평가를 받아 공황과 히스테리를 일으켰습니다. 예를 들어 전염병을 생각해보십시오. 흑사병을 일으키는 박테리아인 예르시니아 페스티스(Yersinia pestis)는 1억 명 이상의 목숨을 앗아갔을 뿐만 아니라 로마 제국의 붕괴에 기여했을 수도 있습니다. 박테리아 감염과 싸우는 데 도움이 되는 약물인 항생제가 출현하기 전에는 중단하기가 매우 어려웠습니다.

오늘날에도 이러한 병원성 박테리아는 우리를 심각하게 위협합니다. 항생제에 대한 내성이 발달한 덕분에 탄저병, 폐렴, 수막염, 콜레라, 살모넬라증, 편도선염 및 여전히 우리 곁에 남아 있는 기타 질병을 일으키는 박테리아는 항상 우리에게 위험을 초래합니다.

이는 특히 포도상구균 감염을 담당하는 박테리아인 황색포도상구균의 경우에 해당됩니다. 이 "슈퍼버그"는 의료용 임플란트와 카테터를 이식할 때 환자가 이 감염에 걸리는 경우가 매우 많기 때문에 진료소에서 수많은 문제를 야기합니다.

우리는 이미 자연 선택과 일부 박테리아가 환경 조건에 대처하는 데 도움이 되는 다양한 유전자를 생산하는 방법에 대해 이야기했습니다. 감염이 있고 신체의 일부 박테리아가 다른 박테리아와 다른 경우 항생제가 대부분의 박테리아 개체군에 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 살아남은 박테리아는 약물에 대한 내성을 갖게 되고 남아서 다음 기회를 기다리게 됩니다. 따라서 의사는 항생제 과정을 끝까지 완료하고 일반적으로 최후의 수단으로만 가능한 한 드물게 사용하는 것이 좋습니다.

생물학 무기는 이 대화의 또 다른 무서운 측면입니다. 어떤 경우에는 박테리아가 무기로 사용될 수 있는데, 특히 탄저병이 한때 사용되기도 했습니다. 게다가 박테리아로 고통받는 것은 사람뿐만이 아닙니다. 별도의 종인 Halomonas titanicae는 침몰한 해양 정기선 타이타닉에 대한 식욕을 보여 역사적인 배의 금속을 먹어치웠습니다.

물론 박테리아는 해를 끼치는 것 이상의 원인이 될 수 있습니다.

영웅적인 박테리아

박테리아의 좋은 면을 탐구해 봅시다. 결국, 이 미생물은 우리에게 치즈, 맥주, 사워도우 및 기타 발효 요소와 같은 맛있는 음식을 제공했습니다. 그들은 또한 인간의 건강을 개선하고 의학에 사용됩니다.

인간의 진화를 형성한 데는 개별 박테리아에게 감사할 수 있습니다. 과학은 우리 몸, 특히 소화 시스템과 내장에 사는 미생물인 미생물에 대해 점점 더 많은 데이터를 수집하고 있습니다. 연구에 따르면 박테리아, 새로운 유전 물질 및 이들이 우리 몸에 가져오는 다양성을 통해 인간은 이전에 이용되지 않았던 새로운 식량원에 적응할 수 있습니다.

이런 식으로 살펴보겠습니다. 위와 장의 표면을 덮음으로써 박테리아가 당신을 위해 "작용"합니다. 음식을 먹을 때 박테리아와 기타 미생물은 음식에서 영양분, 특히 탄수화물을 분해하고 추출하는 데 도움을 줍니다. 우리가 섭취하는 박테리아가 다양할수록 우리 몸은 더욱 다양해집니다.

우리 자신의 미생물에 대한 지식은 매우 제한되어 있지만 신체에 특정 미생물과 박테리아가 없으면 인간의 건강, 신진 대사 및 알레르기 항원에 대한 민감성과 관련이 있을 수 있다고 믿을 만한 이유가 있습니다. 생쥐를 대상으로 한 예비 연구에 따르면 비만과 같은 대사 질환은 우리의 일반적인 "칼로리 섭취, 칼로리 소모" 사고방식보다는 다양하고 건강한 미생물군과 관련이 있는 것으로 나타났습니다.

특정 이점을 제공할 수 있는 특정 미생물과 박테리아를 인체에 도입할 가능성이 현재 활발히 조사되고 있지만, 이 글을 쓰는 시점에서는 사용에 대한 일반적인 권장 사항이 아직 확립되지 않았습니다.

또한 박테리아는 과학적 사고와 인간 의학의 발전에 중요한 역할을 했습니다. 박테리아는 Koch의 1884년 가설 개발에 주도적인 역할을 했으며, 이는 질병이 특정 유형의 미생물에 의해 발생한다는 일반적인 이해로 이어졌습니다.

박테리아를 연구하던 연구자들은 우연히 많은 생명을 구한 항생제인 페니실린을 발견했습니다. 또한 최근에는 이와 관련하여 유기체의 게놈을 쉽게 편집할 수 있는 방법이 발견되어 의학에 혁명을 일으킬 수 있었습니다.

사실, 우리는 이 작은 친구들과의 동거를 통해 어떤 유익을 얻을 수 있는지 이제 막 이해하기 시작했습니다. 게다가 지구의 진정한 주인이 사람인지 미생물인지도 분명하지 않습니다.

미생물학은 미생물 또는 미생물이라고 불리는 가장 작은 유기체의 구조, 필수 활동, 생활 조건 및 발달을 연구합니다.

학자 V. L. Omelyansky는 "보이지 않는 그들은 끊임없이 사람과 동행하여 친구로서나 적으로 그의 삶을 침해합니다"라고 말했습니다. 실제로 미생물은 공기, 물, 토양, 인간과 동물의 몸 어디에나 있습니다. 이는 유용할 수 있으며 많은 식품에 사용됩니다. 유해할 수 있고, 사람에게 질병을 일으키고, 음식을 부패시키는 등의 원인이 될 수 있습니다.

미생물은 17세기 말 네덜란드인 A. Leeuwenhoek(1632-1723)이 200배 이상의 배율을 제공하는 최초의 렌즈를 만들면서 발견했습니다. 그가 본 소우주는 그를 놀라게 했고, Leeuwenhoek은 다양한 물체에서 발견한 미생물을 묘사하고 스케치했습니다. 그는 새로운 과학의 기술적 성격을 위한 토대를 마련했습니다. 루이 파스퇴르(1822-1895)의 발견은 미생물이 모양과 구조뿐 아니라 필수 기능도 다르다는 것을 증명했습니다. 파스퇴르는 효모가 알코올 발효를 일으키고 일부 미생물이 인간과 동물에게 전염병을 일으킬 수 있다는 사실을 확립했습니다. 파스퇴르는 광견병과 탄저병에 대한 예방 접종 방법의 창시자로 역사에 기록되었습니다. 미생물학에 대한 세계적으로 유명한 공헌은 R. Koch (1843-1910)입니다. 그는 결핵과 콜레라의 원인 물질을 발견했습니다. I. I. Mechnikova (1845-1916) - 면역의 식세포 이론을 개발했으며 바이러스학의 창시자 D. I. Ivanovsky (1864- 1920), N F. Gamaleya(1859-1940) 및 기타 많은 과학자.

미생물의 분류 및 형태

미생물- 이것들은 현미경을 통해서만 볼 수 있는 가장 작은, 대부분 단세포 생물입니다. 미생물의 크기는 마이크로미터 - 마이크론(1/1000mm) 및 나노미터 - nm(1/1000 마이크론) 단위로 측정됩니다.

미생물은 다양한 환경 조건에서 구조, 특성 및 존재 능력이 다른 매우 다양한 종이 특징입니다. 그들은 할 수있다 단세포, 다세포그리고 비세포.

미생물은 박테리아, 바이러스 및 파지, 곰팡이, 효모로 구분됩니다. 별도로 리케차, 마이코 플라스마 및 원생 동물 (원생 동물)로 구성된 특수 그룹과 같은 다양한 박테리아가 있습니다.

박테리아

박테리아- 주로 10분의 1 마이크로미터(예: 마이코플라스마)에서 수 마이크로미터, 스피로헤타(최대 500미크론) 크기의 단세포 미생물입니다.

박테리아에는 세 가지 주요 형태가 있습니다: 구형(구균), 막대 모양(간균 등), 나선형(비브리오스, 스피로헤타, 스피릴라)(그림 1).

구형 박테리아(구균)모양은 일반적으로 구형이지만 약간 타원형이거나 콩 모양일 수도 있습니다. 구균은 단독으로 위치할 수 있습니다(소구균). 쌍으로(디플로구균); 사슬 형태(연쇄상 구균) 또는 포도 다발(포도상 구균), 패키지 형태(사르신). 연쇄상 구균은 편도선염과 단독을 유발할 수 있으며 포도상 구균은 다양한 염증 및 화농성 과정을 유발할 수 있습니다.

쌀. 1. 박테리아의 형태: 1 - 미세구균; 2 - 연쇄상 구균; 3 - 정어리; 4 — 포자가 없는 막대기; 5 — 포자가 있는 막대(간균); 6 - 비브리오; 7- 스피로헤타; 8 - 스피릴라(편모 포함); 포도구균

막대 모양의 박테리아가장 일반적인. 막대는 단일일 수도 있고 쌍으로 연결되거나(디플로박테리아) 사슬로 연결될 수도 있습니다(연쇄상 박테리아). 막대 모양 세균에는 살모넬라증, 이질, 장티푸스, 결핵 등의 원인균인 대장균이 포함됩니다. 일부 막대 모양 세균은 분쟁.포자를 형성하는 막대를 호출합니다. 간균.스핀들 모양의 간균이라고 합니다. 클로스트리듐.

포자 형성은 복잡한 과정입니다. 포자는 일반적인 박테리아 세포와 크게 다릅니다. 그들은 빽빽한 껍질과 아주 적은 양의 물을 가지고 있으며 영양분이 필요하지 않으며 번식이 완전히 중단됩니다. 포자는 오랫동안 건조, 고온 및 저온을 견딜 수 있으며 수십, 수백 년 동안 생존 가능한 상태로 유지될 수 있습니다(탄저병, 보툴리누스 중독, 파상풍 등의 포자). 유리한 환경에 있으면 포자가 발아합니다. 즉, 일반적인 식물 번식 형태로 변합니다.

뒤틀린 박테리아쉼표-vibrios, 여러 컬-spirilla, 얇은 꼬인 막대 형태-spirochetes 형태 일 수 있습니다. 비브리오균에는 콜레라의 원인균이 있고, 매독의 원인균은 스피로헤타(spirochete)이다.

박테리아 세포세포벽(외피)이 있으며 종종 점액으로 덮여 있습니다. 종종 점액은 캡슐을 형성합니다. 세포의 내용물(세포질)은 세포막에 의해 막과 분리됩니다. 세포질은 콜로이드 상태의 투명한 단백질 덩어리입니다. 세포질에는 DNA 분자가 있는 핵 장치인 리보솜과 다양한 예비 영양소(글리코겐, 지방 등)가 포함되어 있습니다.

마이코플라스마- 세포벽이 부족하고 발달을 위해 효모에 포함된 성장 인자가 필요한 박테리아.

일부 박테리아는 이동할 수 있습니다. 운동은 회전 운동을 수행하는 다양한 길이의 얇은 실인 편모의 도움으로 수행됩니다. 편모는 하나의 긴 실 형태 또는 다발 형태일 수 있으며 박테리아의 전체 표면에 위치할 수 있습니다. 많은 막대 모양 박테리아와 거의 모든 구부러진 박테리아에는 편모가 있습니다. 구형 박테리아는 일반적으로 편모가 없으며 움직이지 않습니다.

박테리아는 두 부분으로 나누어 번식합니다. 분열 속도는 매우 높을 수 있으며(15~20분마다) 박테리아 수가 급격히 증가합니다. 이러한 급속한 분열은 식품 및 기타 영양이 풍부한 기질에서 발생합니다.

바이러스

바이러스- 세포 구조를 갖지 않는 특수한 미생물 그룹입니다. 바이러스의 크기는 나노미터(8~150nm) 단위로 측정되므로 전자현미경을 통해서만 볼 수 있습니다. 일부 바이러스는 단백질과 하나의 핵산(DNA 또는 RNA)으로만 구성됩니다.

바이러스는 인플루엔자, 바이러스성 간염, 홍역뿐만 아니라 동물 질병(구제역, 동물 전염병 등)과 같은 일반적인 인간 질병을 유발합니다.

세균성 바이러스라고 합니다 박테리오파지, 곰팡이 바이러스 - 마이코파지등. 박테리오파지는 미생물이 있는 곳이면 어디에서나 발견됩니다. 파지는 미생물 세포의 죽음을 일으키고 특정 전염병을 치료하고 예방하는 데 사용될 수 있습니다.

버섯엽록소가 없고 유기물질을 합성하지 않지만 기성 유기물질을 필요로 하는 특별한 식물생물이다. 따라서 곰팡이는 영양분을 함유한 다양한 기질에서 발생합니다. 일부 곰팡이는 식물(암, 감자 역병 등), 곤충, 동물 및 인간에게 질병을 일으킬 수 있습니다.

곰팡이 세포는 핵과 액포가 있다는 점에서 박테리아 세포와 다르며 식물 세포와 유사합니다. 대부분 그들은 길고 가지가 나거나 얽힌 실의 형태를 취합니다. 균사.균사로 형성됨 균사체,또는 균사체. 균사체는 하나 또는 여러 개의 핵을 가진 세포로 구성되거나 하나의 거대한 다핵 세포를 나타내는 비세포일 수 있습니다. 자실체는 균사체에서 발달합니다. 일부 곰팡이의 몸체는 균사체(효모 등)가 형성되지 않고 단일 세포로 구성될 수 있습니다.

곰팡이는 균사 분열의 결과로 영양생식을 포함하여 다양한 방식으로 번식할 수 있습니다. 대부분의 곰팡이는 특별한 재생산 세포의 형성을 통해 무성생식과 유성생식을 합니다. 논쟁.포자는 일반적으로 외부 환경에서 오랫동안 지속될 수 있습니다. 성숙한 포자는 상당한 거리로 운반될 수 있습니다. 영양 배지에 들어가면 포자는 빠르게 균사로 발전합니다.

많은 곰팡이 그룹이 곰팡이로 표시됩니다(그림 2). 자연에 널리 분포되어 있으며 식품에서 자랄 수 있으며 다양한 색상의 명확하게 보이는 플라크를 형성합니다. 음식 부패는 종종 푹신한 흰색 또는 회색 덩어리를 형성하는 점액 곰팡이에 의해 발생합니다. 점액균인 Rhizopus는 야채와 열매의 "부패"를 일으키고, 보트리티스 곰팡이는 사과, 배, 열매를 코팅하고 부드럽게 만듭니다. 제품 성형의 원인 물질은 Peniillium 속의 진균일 수 있습니다.

특정 유형의 곰팡이는 식품을 부패시킬 뿐만 아니라 인간에게 독성이 있는 물질인 진균독을 생성할 수도 있습니다. 여기에는 Aspergillus 속, Fusarium 속 등의 일부 유형의 곰팡이가 포함됩니다.

특정 유형의 버섯의 유익한 특성은 식품, 제약 산업 및 기타 산업에서 사용됩니다. 예를 들어, Peniiillium 속 버섯은 항생제 페니실린을 얻기 위해 사용되며 치즈 생산(Roquefort 및 Camembert)에서는 Aspergillus 속 버섯은 구연산 및 다양한 효소 제제 생산에 사용됩니다.

방선균- 박테리아와 곰팡이의 특성을 모두 갖고 있는 미생물. 구조 및 생화학적 특성에서 방선균은 박테리아와 유사하며, 번식 특성과 균사 및 균사체 형성 능력 측면에서 버섯과 유사합니다.

쌀. 2. 곰팡이 균의 종류 : 1 - 페니일륨; 2-아스페르길루스; 3 - 무코르.

누룩

누룩- 크기가 10-15 미크론 이하인 단세포 부동 미생물. 효모 세포의 모양은 원형 또는 타원형인 경우가 많으며 막대 모양, 낫 모양 또는 레몬 모양인 경우는 적습니다. 효모 세포는 구조가 버섯과 유사하며 핵과 액포도 가지고 있습니다. 효모는 발아, 분열, 포자를 통해 번식합니다.

효모는 자연계에 널리 퍼져 있으며 토양, 식물, 식품 및 설탕을 함유한 다양한 산업 폐기물에서 발견될 수 있습니다. 식품에 효모가 생기면 부패가 발생하여 발효나 신맛이 날 수 있습니다. 일부 유형의 효모에는 설탕을 에틸 알코올과 이산화탄소로 전환하는 능력이 있습니다. 이 과정을 알코올 발효라고 하며 식품 및 와인 산업에서 널리 사용됩니다.

일부 유형의 칸디다 효모는 칸디다증이라는 인간 질병을 유발합니다.

박테리아
막으로 둘러싸인 세포핵이 없는 것을 특징으로 하는 대규모 단세포 미생물 집단. 동시에, 박테리아의 유전 물질(디옥시리보핵산, 즉 DNA)은 세포 내에서 매우 특정한 위치, 즉 핵양체라고 불리는 영역을 차지합니다. 이러한 세포 구조를 가진 유기체는 DNA가 껍질로 둘러싸인 핵에 위치한 진핵 생물 ( "진짜 핵")과 달리 원핵 생물 ( "전핵")이라고 불립니다. 이전에 미세한 식물로 간주되었던 박테리아는 이제 독립 왕국인 모네라(Monera)로 분류됩니다. 이는 식물, 동물, 균류 및 원생생물과 함께 현재 분류 시스템의 5개 분류 중 하나입니다.

화석 증거. 박테리아는 아마도 가장 오래된 유기체 그룹일 것입니다. 층층이 쌓인 석조 구조물 - 스트로마톨라이트 - 어떤 경우에는 고고학(시생대) 초기의 연대로 추정됩니다. 35억년 전에 발생했습니다. 이는 일반적으로 광합성을 하는 소위 박테리아의 중요한 활동의 결과입니다. 청록색 조류. 유사한 구조(탄산염이 함침된 박테리아 필름)가 오늘날에도 주로 호주 해안, 바하마, 캘리포니아 및 페르시아 만에서 형성되지만 복족류와 같은 초식 유기체 때문에 상대적으로 드물고 큰 크기에 도달하지 않습니다. , 먹이를 주세요. 요즘 스트로마톨라이트는 물의 염도가 높거나 다른 이유로 이러한 동물이 없는 곳에서 주로 자라지만, 진화 과정에서 초식 형태가 출현하기 전에는 거대한 크기에 도달하여 현대 해양과 비교할 수 있는 얕은 해양수의 필수 요소를 구성할 수 있습니다. 산호초. 일부 고대 암석에서는 작은 불에 탄 구체가 발견되었는데, 이 구체도 박테리아의 잔해로 여겨집니다. 최초의 핵무기, 즉 진핵세포, 세포는 약 14억년 전에 박테리아에서 진화했습니다.
생태학.박테리아는 토양, 호수 바닥, 바다 바닥 등 유기물이 축적되는 곳에 풍부합니다. 그들은 온도계가 0보다 높을 때 추위와 90 ° C 이상의 뜨거운 산성 샘에 산다. 일부 박테리아는 매우 높은 염분을 견딜 수 있습니다. 특히 그들은 사해에서 발견되는 유일한 유기체입니다. 대기 중에는 물방울에 존재하며, 그 풍부함은 일반적으로 공기의 먼지 정도와 관련이 있습니다. 따라서 도시의 빗물에는 농촌 지역보다 훨씬 더 많은 박테리아가 포함되어 있습니다. 높은 산이나 극지방의 찬 공기에는 그 수가 적지만, 고도 8km의 성층권 하층에서도 발견됩니다. 동물의 소화관에는 박테리아가 밀집되어 있습니다(대개 무해함). 실험에 따르면 일부 비타민을 합성할 수는 있지만 대부분의 종의 생명에는 필요하지 않습니다. 그러나 반추 동물(소, 영양, 양)과 많은 흰개미에서는 식물성 식품의 소화에 관여합니다. 또한 무균 상태에서 자란 동물의 면역 체계는 박테리아 자극이 부족하여 정상적으로 발달하지 않습니다. 장의 정상적인 세균총은 장에 유입되는 유해 미생물을 억제하는 데에도 중요합니다.

박테리아의 구조와 생활 활동

박테리아는 다세포 식물과 동물의 세포보다 훨씬 작습니다. 두께는 일반적으로 0.5-2.0 미크론이고 길이는 1.0-8.0 미크론입니다. 일부 형태는 표준 광학현미경의 해상도(약 0.3미크론)에서는 거의 눈에 띄지 않지만, 길이가 10미크론을 초과하고 폭도 규정된 한계를 넘어서는 종도 알려져 있으며, 매우 얇은 박테리아가 다수 있을 수 있습니다. 길이가 50미크론을 초과합니다. 연필로 표시된 점에 해당하는 표면에는 이 왕국의 중간 크기 대표자가 25만 명 정도 들어갈 것입니다.
구조.형태학적 특징에 따라 구균(다소 구형), 간균(끝이 둥근 막대 또는 원통형), 스피릴라(단단한 나선형) 및 스피로헤타(얇고 유연한 머리카락 모양) 등의 박테리아 그룹이 구분됩니다. 일부 저자는 마지막 두 그룹을 하나의 스피릴라로 결합하는 경향이 있습니다. 원핵생물은 핵이 형성되지 않고 일반적으로 염색체가 단 하나(세포막의 한 지점에 부착된 매우 긴 원형 DNA 분자)만 존재한다는 점에서 진핵생물과 다릅니다. 원핵생물에는 또한 미토콘드리아와 엽록체라고 불리는 막으로 둘러싸인 세포내 소기관이 없습니다. 진핵생물에서 미토콘드리아는 호흡 중에 에너지를 생성하고 광합성은 엽록체에서 발생합니다(CELL 참조). 원핵생물에서는 전체 세포(주로 세포막)가 미토콘드리아의 기능을 맡고, 광합성 형태에서는 엽록체의 기능도 맡습니다. 진핵생물과 마찬가지로 박테리아 내부에는 단백질 합성에 필요한 작은 핵단백질 구조인 리보솜이 있지만 어떤 막과도 연관되어 있지 않습니다. 극소수의 예외를 제외하면 박테리아는 진핵 세포막의 중요한 구성 요소인 스테롤을 합성할 수 없습니다. 세포막 외부에서 대부분의 박테리아는 식물 세포의 셀룰로오스 벽을 연상시키는 세포벽으로 덮여 있지만 다른 중합체로 구성됩니다(탄수화물뿐만 아니라 아미노산 및 박테리아 특정 물질도 포함). 이 막은 삼투 현상을 통해 물이 박테리아 세포에 들어갈 때 박테리아 세포가 터지는 것을 방지합니다. 세포벽 위에는 종종 보호용 점액 캡슐이 있습니다. 많은 박테리아에는 활발히 헤엄치는 편모가 장착되어 있습니다. 세균의 편모는 유사한 진핵생물의 구조와는 다르게 더 단순하고 다소 다르게 구조화되어 있습니다.

"전형적인" 세균 세포그리고 그 기본 구조.

감각 기능과 행동.많은 박테리아에는 환경의 산성도와 설탕, 아미노산, 산소 및 이산화탄소와 같은 다양한 물질의 농도 변화를 감지하는 화학 수용체가 있습니다. 각 물질에는 고유한 유형의 이러한 "미각" 수용체가 있으며, 돌연변이로 인해 그 중 하나가 손실되면 부분적인 "미각 상실"이 발생합니다. 많은 운동성 박테리아도 온도 변화에 반응하고, 광합성 종은 빛의 강도 변화에 반응합니다. 일부 박테리아는 세포에 존재하는 자철광(자성 철광석 - Fe3O4) 입자의 도움으로 지구 자기장을 포함한 자기장선의 방향을 인식합니다. 물 속에서 박테리아는 유리한 환경을 찾기 위해 힘의 선을 따라 헤엄치는 능력을 사용합니다. 박테리아의 조건 반사는 알려져 있지 않지만 특정 종류의 원시 기억을 가지고 있습니다. 수영하는 동안 그들은 인지된 자극의 강도를 이전 값과 비교합니다. 더 커졌는지 작아졌는지 판단하고, 이를 바탕으로 이동 방향을 유지하거나 변경합니다.
번식과 유전학.박테리아는 무성생식을 합니다. 세포의 DNA는 복제(2배)되고, 세포는 둘로 나누어지며, 각 딸세포는 부모 DNA의 복사본 하나를 받습니다. 박테리아 DNA는 비분할 세포 간에도 전달될 수 있습니다. 동시에, 그들의 융합(진핵생물에서와 같이)이 일어나지 않고, 개체의 수가 증가하지 않으며, 일반적으로 게놈의 작은 부분(전체 유전자 세트)만이 다른 세포로 전달됩니다. 자손이 각 부모로부터 완전한 유전자 세트를 받는 "실제" 성적 과정. 이 DNA 전달은 세 가지 방식으로 발생할 수 있습니다. 변형 과정에서 박테리아는 환경으로부터 "알몸" DNA를 흡수합니다. 이 DNA는 다른 박테리아가 파괴되는 동안 거기에 도달했거나 실험자에 의해 의도적으로 "미끄러졌습니다". 연구의 초기 단계에서는 이러한 방식으로 무해한 유기체를 독성 유기체로 변형(변형)시키는 데 주된 관심을 기울였기 때문에 이 과정을 변형이라고 합니다. DNA 조각은 특수 바이러스인 박테리오파지에 의해 박테리아에서 박테리아로 옮겨질 수도 있습니다. 이것을 변환이라고 합니다. 수정과 유사하고 접합이라고 불리는 과정도 알려져 있습니다. 박테리아는 DNA가 "남성"세포에서 "여성"세포로 전달되는 임시 관형 돌기 (교합 선조)에 의해 서로 연결됩니다. 때때로 박테리아에는 매우 작은 추가 염색체, 즉 플라스미드가 포함되어 있으며 이는 개인에서 개인으로 전달될 수도 있습니다. 플라스미드에 항생제에 대한 저항성을 유발하는 유전자가 포함되어 있으면 감염성 저항성을 나타냅니다. 이는 의학적 관점에서 중요한데, 이는 다른 종, 심지어는 박테리아 속 사이에 퍼질 수 있고, 그 결과 장의 전체 박테리아총이 특정 약물의 작용에 저항하게 되기 때문입니다.

대사

부분적으로 박테리아의 크기가 작기 때문에 대사율은 진핵생물보다 훨씬 높습니다. 가장 유리한 조건에서 일부 박테리아는 약 20분마다 총 질량과 수를 두 배로 늘릴 수 있습니다. 이는 가장 중요한 효소 시스템 중 다수가 매우 빠른 속도로 기능한다는 사실로 설명됩니다. 따라서 토끼는 단백질 분자를 합성하는 데 몇 분이 걸리는 반면, 박테리아는 몇 초가 걸립니다. 그러나 토양 등 자연환경에서는 대부분의 세균이 '굶어죽는 식'을 하고 있기 때문에 세포가 분열하면 20분마다가 아니라 며칠에 한 번씩 분열이 일어난다.
영양물 섭취.박테리아는 독립 영양 생물과 종속 영양 생물입니다. 독립영양생물("자가 영양")은 다른 유기체가 생산하는 물질이 필요하지 않습니다. 그들은 이산화탄소(CO2)를 주요 탄소원 또는 유일한 탄소원으로 사용합니다. CO2 및 기타 무기 물질, 특히 암모니아(NH3), 질산염(NO-3) 및 다양한 황 화합물을 복잡한 화학 반응에 통합함으로써 필요한 모든 생화학 생성물을 합성합니다. 종속 영양 생물(“타인을 잡아먹는다”)은 다른 유기체가 합성한 유기(탄소 함유) 물질, 특히 당을 주요 탄소원으로 사용합니다(일부 종은 CO2도 필요함). 산화되면 이들 화합물은 세포 성장과 기능에 필요한 에너지와 분자를 공급합니다. 이런 의미에서 대다수의 원핵생물을 포함하는 종속영양세균은 인간과 유사합니다.
주요 에너지 원.주로 빛 에너지(광자)가 세포 구성 요소의 형성(합성)에 사용되는 경우 그 과정을 광합성이라고 하며 이를 수행할 수 있는 종을 광영양생물이라고 합니다. 광영양세균은 어떤 화합물(유기 또는 무기)이 주요 탄소원으로 사용되는지에 따라 광종속영양세균과 광독립영양세균으로 구분됩니다. 광독립영양 남조류(청록조류)는 녹색 식물과 마찬가지로 빛 에너지를 사용하여 물 분자(H2O)를 분해합니다. 이는 유리산소(1/2O2)를 방출하고 수소(2H+)를 생성하는데, 이는 이산화탄소(CO2)를 탄수화물로 전환시킨다고 할 수 있습니다. 녹색 및 보라색 황 박테리아는 빛 에너지를 사용하여 물 대신 황화수소(H2S)와 같은 다른 무기 분자를 분해합니다. 그 결과 수소도 생성되어 이산화탄소가 감소하지만 산소는 방출되지 않습니다. 이러한 유형의 광합성을 무산소성이라고 합니다. 보라색 비황 박테리아와 같은 광종속 영양 박테리아는 빛 에너지를 사용하여 유기 물질, 특히 이소프로판올로부터 수소를 생산하지만 그 공급원은 H2 가스일 수도 있습니다. 세포의 주요 에너지원이 화학 물질의 산화인 경우, 분자가 유기 또는 무기 탄소의 주요 공급원으로 사용되는지 여부에 따라 박테리아를 화학종속영양생물 또는 화학독립영양생물이라고 합니다. 전자의 경우 유기물은 에너지와 탄소를 모두 제공합니다. 화학독립영양생물은 수소(물로: 2H4 + O2에서 2H2O로), 철(Fe2+에서 Fe3+로) 또는 황(2S + 3O2 + 2H2O에서 2SO42- + 4H+로), CO2에서 탄소와 같은 무기 물질의 산화로부터 에너지를 얻습니다. 이 유기체는 화학영양생물이라고도 불리며, 이는 암석을 “먹는다”는 점을 강조합니다.
호흡.세포 호흡은 중요한 반응에 추가로 사용하기 위해 "식품" 분자에 저장된 화학 에너지를 방출하는 과정입니다. 호흡은 호기성 및 무산소성일 수 있습니다. 첫 번째 경우에는 산소가 필요합니다. 소위 작업에 필요합니다. 전자 전달 시스템: 전자는 한 분자에서 다른 분자로 이동하고(에너지가 방출됨) 궁극적으로 수소 이온과 함께 산소와 결합하여 물이 형성됩니다. 혐기성 유기체에는 산소가 필요하지 않으며 이 그룹의 일부 종에는 독성이 있습니다. 호흡 중에 방출된 전자는 질산염, 황산염 또는 탄산염과 같은 다른 무기 수용체에 부착되거나 (이러한 호흡의 한 형태로 발효) 특정 유기 분자, 특히 포도당에 부착됩니다. 신진대사도 참조하세요.

분류

대부분의 유기체에서 종은 생식적으로 고립된 개체 그룹으로 간주됩니다. 넓은 의미에서 이는 특정 종의 대표자가 같은 종과만 교배함으로써 생식력 있는 자손을 생산할 수 있고 다른 종의 개체와는 교배할 수 없음을 의미합니다. 따라서 특정 종의 유전자는 일반적으로 그 경계를 넘어 확장되지 않습니다. 그러나 박테리아에서는 다른 종뿐만 아니라 다른 속의 개체 간에 유전자 교환이 발생할 수 있으므로 여기서 진화적 기원과 친족 관계에 대한 일반적인 개념을 적용하는 것이 합법적인지 여부는 완전히 명확하지 않습니다. 이러한 어려움과 다른 어려움으로 인해 아직 일반적으로 인정되는 박테리아 분류는 없습니다. 다음은 널리 사용되는 변형 중 하나입니다.
모네라 왕국

Phylum Gracilicutes(벽이 얇은 그람 음성 박테리아)

클래스 스코토박테리아(점액세균과 같은 비광합성 형태) 클래스 아녹시포토박테리아(자색 유황 박테리아와 같은 비산소 생성 광합성 형태) 클래스 옥시포토박테리아(남세균과 같은 산소 생성 광합성 형태)

Phylum Firmicutes(두꺼운 벽을 가진 그람 양성 박테리아)

클래스 피르미박테리아(클로스트리디아와 같은 단단한 세포 형태)
탈로박테리아 클래스(분지형, 예: 방선균)

Phylum Tenericutes(세포벽이 없는 그람 음성 박테리아)

몰리큐트강(마이코플라스마와 같은 연세포 형태)

Phylum Mendosicutes(세포벽에 결함이 있는 박테리아)

고세균류(고대 형태, 예: 메탄 형성)

도메인.최근의 생화학적 연구에 따르면 모든 원핵생물은 작은 그룹의 고세균(Archaebacteria - "고대 박테리아")과 진정세균(Eubacteria - "진정한 박테리아")이라는 두 가지 범주로 명확하게 구분됩니다. 진핵생물에 비해 고세균은 더 원시적이며 원핵생물과 진핵생물의 공통 조상에 더 가깝다고 믿어집니다. 이들은 단백질 합성에 관여하는 리보솜 RNA(rRNA) 분자의 구성, 지질(지방 유사 물질)의 화학 구조, 세포벽에 지방 대신 다른 물질이 존재한다는 점 등 몇 가지 중요한 특징에서 다른 박테리아와 다릅니다. 단백질-탄수화물 중합체 뮤레인. 위의 분류 체계에서 고세균은 모든 진균을 통합하는 동일한 왕국의 유형 중 하나로 간주됩니다. 그러나 일부 생물학자들에 따르면 고세균과 진균의 차이가 너무 심해서 모네라 내의 고세균을 특별한 하위 왕국으로 간주하는 것이 더 정확합니다. 최근에는 훨씬 더 급진적인 제안이 등장했습니다. 분자 분석을 통해 이들 두 원핵생물 그룹 사이의 유전자 구조에 상당한 차이가 있다는 사실이 밝혀졌는데, 일부 사람들은 동일한 유기체계 내에서 이들의 존재가 비논리적이라고 생각합니다. 이와 관련하여 훨씬 더 높은 등급의 분류학적 범주(분류군)를 만들어 이를 영역이라고 부르고, 모든 생명체를 Eucarya(진핵생물), Archaea(고세균) 및 Bacteria(현재 진핵생물)의 세 가지 영역으로 나누는 것이 제안됩니다. .

생태학

박테리아의 가장 중요한 두 가지 생태학적 기능은 질소 고정과 유기 잔류물의 광물화입니다.
질소 고정.분자 질소(N2)가 결합하여 암모니아(NH3)를 형성하는 것을 질소 고정이라고 하며, 후자를 아질산염(NO-2)과 질산염(NO-3)으로 산화하는 것을 질화라고 합니다. 식물은 질소가 필요하지만 질소의 결합된 형태만 흡수할 수 있기 때문에 이는 생물권에 필수적인 과정입니다. 현재 이러한 "고정" 질소의 연간 양 중 약 90%(약 9천만 톤)가 박테리아에 의해 제공됩니다. 나머지는 화학 공장에서 생산되거나 번개가 칠 때 발생합니다. 공기 중의 질소는 대략 100g입니다. 대기의 80%는 주로 그람 음성균인 Rhizobium과 시아노박테리아로 구성되어 있습니다. Rhizobium 종은 예를 들어 클로버, 알팔파, 대두 및 완두콩을 포함하는 약 14,000종의 콩과 식물(콩과(Leguminosae과))과 공생합니다. 이 박테리아는 소위 살고 있습니다. 결절 - 뿌리에 부종이 생겼습니다. 박테리아는 식물로부터 유기물질(영양분)을 얻고, 그 대가로 숙주에게 고정된 질소를 공급합니다. 1년 동안 헥타르당 최대 225kg의 질소가 이러한 방식으로 고정됩니다. 오리나무와 같은 콩과 식물이 아닌 식물도 다른 질소 고정 박테리아와 공생합니다. 시아노박테리아는 녹색 식물처럼 광합성을 하여 산소를 방출합니다. 이들 중 다수는 또한 대기 질소를 고정할 수 있으며, 이는 식물과 궁극적으로 동물에 의해 소비됩니다. 이들 원핵생물은 일반적으로 토양, 특히 동부의 논에서 고정 질소의 중요한 공급원이자 해양 생태계의 주요 공급원 역할을 합니다.
광물화.이것은 유기잔류물이 이산화탄소(CO2), 물(H2O), 무기염으로 분해되는 현상을 일컫는 이름입니다. 화학적 관점에서 볼 때 이 과정은 연소와 동일하므로 많은 양의 산소가 필요합니다. 토양의 최상층에는 1g당 100,000~10억 개의 박테리아가 포함되어 있습니다. 헥타르당 약 2톤. 일반적으로 모든 유기 잔류물은 일단 땅에 들어가면 박테리아와 곰팡이에 의해 빠르게 산화됩니다. 분해에 더 강한 것은 부식산이라고 불리는 갈색 유기 물질인데, 이는 주로 목재에 함유된 리그닌으로 형성됩니다. 토양에 축적되어 특성을 향상시킵니다.

박테리아와 산업

박테리아가 촉매하는 다양한 화학 반응을 고려하면, 박테리아가 어떤 경우에는 고대부터 제조에 널리 사용되었다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 원핵생물은 예를 들어 와인과 맥주 생산에서 알코올 발효 과정의 대부분을 제공하는 곰팡이, 주로 효모와 그러한 미세한 인간 조력자의 영광을 공유합니다. 이제 유용한 유전자를 박테리아에 도입하여 인슐린과 같은 가치 있는 물질을 합성하는 것이 가능해졌으며, 이러한 살아있는 실험실의 산업적 응용은 새로운 강력한 인센티브를 받았습니다. 유전공학도 참조하세요.
음식 산업.현재 이 산업에서는 주로 치즈, 기타 발효유 제품 및 식초 생산을 위해 박테리아를 사용합니다. 여기서 주요 화학 반응은 산의 형성입니다. 따라서 식초를 생산할 때 Acetobacter 속의 박테리아는 사이다나 기타 액체에 함유된 에틸 알코올을 아세트산으로 산화시킵니다. 양배추가 소금에 절인 양배추일 때도 비슷한 과정이 일어납니다. 혐기성 박테리아는 이 식물의 잎에 포함된 당을 젖산, 아세트산 및 다양한 알코올로 발효시킵니다.
광석 침출.박테리아는 저등급 광석의 침출에 사용됩니다. 이를 주로 구리(Cu)와 우라늄(U)과 같은 유가 금속 염 용액으로 변환합니다. 황동석 또는 구리 황철석(CuFeS2)의 가공이 그 예입니다. 이 광석 더미에는 Thiobacillus 속의 화학무기 영양 박테리아가 포함된 물로 주기적으로 물이 공급됩니다. 수명 활동 중에 황(S)을 산화하여 용해성 구리 및 황산철(CuSO4 + FeSO4의 CuFeS2 + 4O2)을 형성합니다. 이러한 기술은 광석에서 귀중한 금속을 추출하는 것을 크게 단순화합니다. 원칙적으로 이는 암석이 풍화되는 동안 자연에서 발생하는 과정과 동일합니다.
재활용.박테리아는 또한 하수와 같은 폐기물을 덜 위험하거나 심지어 유용한 제품으로 전환하는 역할도 합니다. 폐수는 현대 인류의 가장 시급한 문제 중 하나입니다. 완전한 광물화에는 엄청난 양의 산소가 필요하며, 이 폐기물을 버리는 것이 관례적인 일반 저수지에는 더 이상 "중화"할 만큼 충분한 산소가 없습니다. 해결책은 특수 수영장(폭기조)에서 폐수를 추가로 폭기하는 것입니다. 결과적으로 광물화 박테리아는 유기물을 완전히 분해하기에 충분한 산소를 가지며 가장 유리한 경우 식수는 공정의 최종 산물 중 하나가 됩니다. 도중에 남아 있는 불용성 침전물은 혐기성 발효를 거칠 수 있습니다. 이러한 수처리 공장이 가능한 한 적은 공간과 비용을 차지하도록 하려면 세균학에 대한 풍부한 지식이 필요합니다.
기타 용도.박테리아를 산업적으로 적용하는 다른 중요한 분야로는 예를 들어 아마엽(flax lobe), 즉 식물의 다른 부분에서 방적 섬유를 분리하고 항생제, 특히 스트렙토마이신(스트렙토마이세스 속의 박테리아)을 생산합니다.

산업계의 박테리아 퇴치

박테리아는 유익할 뿐만 아니라; 예를 들어 식품이나 펄프 및 제지 공장의 물 시스템에서 대량 번식에 맞서 싸우는 것이 전체 활동 영역이 되었습니다. 음식은 열이나 다른 수단으로 비활성화되지 않는 한 자가분해("자가 소화")를 유발하는 박테리아, 곰팡이 및 자체 효소의 영향으로 상합니다. 박테리아가 부패의 주요 원인이기 때문에 효율적인 식품 저장 시스템을 개발하려면 이러한 미생물의 허용 한계에 대한 지식이 필요합니다. 가장 일반적인 기술 중 하나는 결핵이나 브루셀라증 등을 유발하는 박테리아를 죽이는 우유 저온살균입니다. 우유는 61~63°C에서 30분간 유지되거나 72~73°C에서 15초 동안 유지됩니다. 이는 제품의 맛을 손상시키지 않지만 병원성 박테리아를 비활성화합니다. 와인, 맥주, 과일 주스도 저온살균할 수 있습니다. 음식을 추위에 보관하는 것의 이점은 오랫동안 알려져 왔습니다. 낮은 온도는 박테리아를 죽이지는 않지만 박테리아의 성장과 번식을 방해합니다. 사실, 예를 들어 -25°C로 냉동하면 몇 달 후에 박테리아 수가 감소하지만 이러한 미생물 중 다수는 여전히 생존합니다. 영하의 온도에서는 박테리아가 계속 증식하지만 매우 느리게 증식합니다. 이들의 생존 가능한 배양물은 혈청과 같은 단백질 함유 배지에서 동결건조(동결건조) 후 거의 무기한으로 보관할 수 있습니다. 식품을 저장하는 다른 알려진 방법으로는 건조(건조 및 훈제), 탈수와 생리학적으로 동등한 다량의 소금이나 설탕 첨가, 절임 등이 있습니다. 농축된 산성 용액에 넣는다. 환경의 산성도가 pH 4 이하에 해당하면 일반적으로 박테리아의 필수 활동이 크게 억제되거나 중단됩니다.

박테리아와 질병

박테리아 연구

소위 말하는 많은 박테리아가 자라기 쉽습니다. 고기 국물, 부분적으로 소화된 단백질, 염, 포도당, 전혈, 혈청 및 기타 성분을 포함할 수 있는 배양 배지. 이러한 조건에서 박테리아의 농도는 일반적으로 입방 센티미터당 약 10억에 도달하여 환경이 흐려집니다. 박테리아를 연구하려면 단일 세포의 자손인 순수 배양균, 즉 클론을 얻을 수 있어야 합니다. 예를 들어, 이는 환자에게 감염된 박테리아의 유형과 이 유형이 민감한 항생제를 확인하는 데 필요합니다. 인후 또는 상처 면봉, 혈액 샘플, 물 샘플 또는 기타 물질과 같은 미생물 샘플을 고도로 희석하여 반고체 배지 표면에 적용하면 개별 세포에서 둥근 콜로니가 발생합니다. 배양 배지의 경화제는 일반적으로 특정 해조류에서 얻은 다당류인 한천이며 거의 모든 유형의 박테리아에 의해 소화되지 않습니다. 한천 배지는 "shoals" 형태로 사용됩니다. 용융 배양 배지가 고화될 때 큰 각도로 서있는 시험관에 형성된 경사면 또는 유리 페트리 접시의 얇은 층 형태 - 동일한 모양의 뚜껑으로 닫혀 있지만 직경이 약간 더 큰 평평한 원형 용기. 일반적으로 하루 안에 박테리아 세포는 육안으로 쉽게 볼 수 있는 군체를 형성할 정도로 증식합니다. 추가 연구를 위해 다른 환경으로 전송할 수 있습니다. 모든 배양 배지는 박테리아 성장을 시작하기 전에 멸균되어야 하며, 향후 원치 않는 미생물이 배지에 정착하는 것을 방지하기 위한 조치를 취해야 합니다. 이런 방식으로 자란 박테리아를 조사하려면 얇은 와이어 루프를 불꽃으로 가열하고 먼저 콜로니나 얼룩에 접촉시킨 다음 유리 슬라이드에 적용된 물 한 방울에 접촉시킵니다. 이 물에 채취한 물질을 고르게 분포시킨 후 유리를 건조시키고 빠르게 버너 불꽃 위로 2~3회 통과시킵니다(박테리아가 있는 면이 위로 향해야 함). 결과적으로 미생물이 손상되지 않고 단단하게 유지됩니다. 기판에 부착됩니다. 염료를 제제 표면에 떨어뜨린 후 유리를 물로 세척하고 다시 건조시킵니다. 이제 현미경으로 샘플을 검사할 수 있습니다. 순수 박테리아 배양은 주로 생화학적 특성, 즉 특정 당으로부터 가스나 산을 형성하는지, 단백질을 소화할 수 있는지(젤라틴 액화), 성장을 위해 산소가 필요한지 등을 결정합니다. 또한 특정 염료로 염색되었는지 여부도 확인합니다. 항생제와 같은 특정 약물에 대한 민감도는 박테리아가 감염된 표면에 이러한 물질을 적신 작은 여과지 디스크를 놓아서 확인할 수 있습니다. 어떤 화합물이 박테리아를 죽이면 해당 디스크 주위에 박테리아가 없는 구역이 형성됩니다.

콜리어의 백과사전. - 열린사회. 2000 .

미생물(미생물)은 육안으로 볼 수 없는 크기 0.1㎜ 이하의 단세포 생물이다. 여기에는 박테리아, 미세조류, 일부 하급 사상균, 효모 및 원생동물이 포함됩니다(그림 1). 미생물학은 그들을 연구합니다.

쌀. 1. 미생물학 개체.

그림에서. 2. 단세포 원생동물의 대표적인 모습을 보실 수 있습니다. 때때로 이 과학의 대상에는 지구상에서 가장 원시적인 유기체, 즉 세포 구조가 없고 핵산(유전 물질)과 단백질의 복합체인 바이러스가 포함됩니다. 미생물학은 오히려 미세한 단세포 유기체에 대한 연구를 목표로 하기 때문에 완전히 별도의 연구 분야(바이러스학)로 격리되는 경우가 더 많습니다.

쌀. 2. 단세포 진핵생물(원생동물)의 개별 대표자.

조류와 균류를 각각 연구하는 조류학과 균류학은 미세한 생명체를 연구하는 미생물학과 겹치는 별도의 학문입니다. 세균학은 미생물학의 진정한 분야입니다. 이 과학은 원핵 미생물 연구만을 다루고 있습니다(그림 3).

쌀. 3. 원핵세포의 구조.

모든 다세포 유기체와 원생동물, 미세한 조류, 곰팡이를 포함하는 진핵생물과 달리, 원핵생물은 유전 물질과 실제 소기관(세포의 영구적이고 특수한 구조)을 포함하는 핵이 형성되어 있지 않습니다.

원핵생물에는 실제 박테리아와 고세균이 포함되며, 이는 현대 분류에 따라 영역(초왕국) 고세균과 진박테리아로 지정됩니다(그림 4).

쌀. 4. 현대 생물학적 분류의 영역.

박테리아의 구조적 특징

박테리아는 자연의 물질 순환에서 중요한 연결고리로서 식물과 동물의 잔재물을 분해하고, 유기물로 오염된 물을 정화하며, 무기 화합물을 변형시킵니다. 그들이 없었다면 지구상의 생명체는 존재할 수 없었을 것입니다. 이 미생물은 토양, 물, 공기, 동물 및 식물 유기체 등 모든 곳에 분포합니다.

박테리아는 다음과 같은 형태학적 특징이 다릅니다.

세포 모양(원형, 막대 모양, 사상형, 나선형, 나선형 및 다양한 전환 옵션 및 별 모양 구성).
운동 장치의 존재 (점액 분비로 인해 움직이지 않고 편모가 있음).
세포가 서로 연결됩니다(분리, 쌍, 과립, 분지 형태로 연결됨).

둥근 박테리아(구균)에 의해 형성된 구조 중에는 세포가 분열 후 쌍을 이루고 있다가 단일 형태로 분리되거나(소구균) 항상 함께 남아 있는(디플로구균) 세포가 있습니다. 4개의 세포로 구성된 2차 구조는 테트라구균에 의해 형성되고 사슬은 연쇄구균에 의해 형성되며 8-64 단위의 과립은 사르시나에 의해 형성되고 포도상구균에 의해 클러스터가 형성됩니다.

막대 모양 박테리아는 세포의 길이(0.1~15μm)와 두께(0.1~2μm)의 변화가 크기 때문에 다양한 모양으로 표현됩니다. 후자의 모양은 또한 미생물이 불리한 조건에서 생존할 수 있도록 하는 두꺼운 껍질을 가진 구조인 포자를 형성하는 박테리아의 능력에 따라 달라집니다. 이런 능력을 가진 세포를 간균(bacilli)이라 하고, 그러한 능력을 갖지 못한 세포를 간단히 막대형 세균이라고 부른다.

막대 모양 박테리아의 특별한 변형은 사상형(길쭉한) 형태, 사슬 및 분지 구조입니다. 후자는 특정 발달 단계에서 방선균에 의해 형성됩니다. "곡선" 막대를 주름진 박테리아라고 하며, 그중 비브리오가 분리되어 있습니다. 두 개의 굴곡(15~20μm)을 갖는 나선상; 물결 모양의 선을 닮은 스피로헤타. 세포 길이는 각각 1~3, 15~20, 20~30μm입니다. 그림에서. 그림 5와 6은 박테리아의 주요 형태와 세포 내 포자 배열 유형을 보여줍니다.

쌀. 5. 박테리아의 기본 형태.

쌀. 6. 세포 내 포자의 위치에 따른 박테리아. 1, 4 - 중앙에; 2, 3, 5 – 끝 위치; 6 – 측면에서.

박테리아의 주요 세포 구조: 핵양체(유전 물질), 단백질 합성을 위한 리보솜, 많은 대표자들이 위에서 추가로 보호하는 세포질막(세포막의 일부), 캡슐 및 점액 외피(그림 7).

쌀. 7. 박테리아 세포의 구조.

박테리아의 분류에 따르면 20가지 이상의 종류가 있습니다. 예를 들어, 극도로 호열성(고온 애호가)인 Aquiificae, 혐기성 막대 모양 박테리아인 Bacteroidetes가 있습니다. 그러나 다양한 대표자를 포함하는 가장 지배적인 문은 방선균입니다. 여기에는 비피더스균, 유산균, 방선균이 포함됩니다. 후자의 독창성은 특정 발달 단계에서 균사체를 형성하는 능력에 있습니다.

일반적으로 이것을 균사체라고 합니다. 실제로, 방선균의 분지 세포는 진균 균사와 유사합니다. 이러한 특징에도 불구하고 방선균은 원핵생물이기 때문에 박테리아로 분류됩니다. 당연히 그들의 세포는 구조가 곰팡이와 덜 유사합니다.

방선균(그림 8)은 느리게 자라는 박테리아이므로 쉽게 이용 가능한 기질을 놓고 경쟁할 능력이 없습니다. 이들은 다른 미생물이 탄소원으로 사용할 수 없는 물질, 특히 석유 탄화수소를 분해할 수 있습니다. 따라서 방선균은 생명공학 분야에서 집중적으로 연구되고 있다.

일부 대표자는 유전 지역에 집중하여 탄화수소가 대기로 침투하는 것을 방지하는 특수 박테리아 필터를 만듭니다. 방선균은 비타민, 지방산, 항생제 등 실질적으로 귀중한 화합물을 적극적으로 생산합니다.

쌀. 8. 대표적인 방선균 노카르디아(Nocardia).

미생물학에서의 곰팡이

미생물학의 대상은 하층 곰팡이 균류(특히 rhizopus, mucor)입니다. 모든 버섯과 마찬가지로 스스로 물질을 합성할 수 없으며 영양배지가 필요합니다. 이 왕국의 하위 대표자들의 균사체는 원시적이며 칸막이로 나누어져 있지 않습니다. 미생물학 연구에서 특별한 틈새 시장은 균사체가 없는 것이 특징인 효모가 차지하고 있습니다(그림 9).

쌀. 9. 영양배지에서 효모 배양균의 콜로니 형태.

현재 유익한 특성에 대해 많은 지식이 수집되었습니다. 그러나 효모는 실질적으로 가치 있는 유기 화합물을 합성하는 능력에 대해 계속 연구되고 있으며 유전 실험에서 모델 유기체로 활발히 사용됩니다. 고대부터 효모는 발효 과정에 사용되었습니다. 신진 대사는 대표자마다 다릅니다. 따라서 일부 효모는 다른 효모보다 특정 공정에 더 적합합니다.

예를 들어, 높은 알코올 농도에 더 강한 Saccharomyces beticus는 강한 와인(최대 24%)을 만드는 데 사용됩니다. 반면, 효모 S. cerevisiae는 더 낮은 농도의 에탄올을 생산할 수 있습니다. 효모는 적용 분야에 따라 사료, 제빵사, 양조업체, 증류주, 와인으로 분류됩니다.

병원성 미생물

질병을 일으키는 미생물이나 병원성 미생물은 어디에서나 발견됩니다. 인플루엔자, 간염, 홍역, HIV 등 잘 알려진 바이러스와 함께 위험한 미생물은 리케차, 연쇄상 구균 및 포도상 구균으로 혈액 중독을 유발합니다. 막대 모양의 박테리아 중에는 병원체가 많이 있습니다. 예를 들어 디프테리아, 결핵, 장티푸스 등이 있습니다(그림 10). 인간에게 위험한 미생물의 대표자는 원생동물, 특히 말라리아 플라스모듐, 톡소플라즈마, 레슈마니아, 람블리아, 트리코모나스 및 병원성 아메바에서 발견됩니다.

쌀. 10. 탄저병을 일으키는 탄저균 Bacillus anthracis의 사진.

많은 방선균은 인간과 동물에게 위험하지 않습니다. 그러나 결핵과 나병을 일으키는 마이코박테리아 중에는 많은 병원성 대표자가 발견됩니다. 일부 방선균은 육아종 형성 및 때로는 체온 상승을 동반하는 방선균증과 같은 질병을 유발합니다. 특정 유형의 곰팡이는 인간에게 독성이 있는 물질, 즉 진균독을 생성할 수 있습니다. 예를 들어, Aspergillus 속의 일부 대표자, Fusarium. 병원성 진균은 진균증이라고 불리는 일련의 질병을 유발합니다. 따라서 칸디다증, 간단히 말해서 아구창은 효모 유사 곰팡이에 의해 발생합니다(그림 11). 인체에 항상 존재하지만 면역 체계가 약해질 때만 활성화됩니다.

쌀. 11. 칸디다균은 아구창의 원인균이다.

곰팡이는 다양한 피부 병변, 특히 바이러스에 의해 발생하는 대상포진을 제외한 모든 종류의 이끼류를 유발할 수 있습니다. 인간 피부에 영구적으로 서식하는 말라세지아 효모는 면역 체계의 활동을 감소시킬 수 있습니다. 즉시 손을 씻기 위해 서두르지 마십시오. 건강에 좋은 효모와 기회감염 박테리아는 병원균의 발생을 예방하는 중요한 기능을 수행합니다.

미생물학의 대상으로서의 바이러스

바이러스는 지구상에서 가장 원시적인 유기체이다. 자유 상태에서는 대사 과정이 일어나지 않습니다. 바이러스는 숙주 세포에 들어갈 때만 증식을 시작합니다. 모든 살아있는 유기체에서 유전 물질의 운반체는 디옥시리보핵산(DNA)입니다. 바이러스 중에서만 리보핵산(RNA)과 같은 유전적 서열을 가진 대표자가 있습니다.

바이러스는 실제로 살아있는 유기체로 분류되지 않는 경우가 많습니다.

바이러스의 형태는 매우 다양합니다(그림 12). 일반적으로 직경 크기는 20-300nm입니다.

쌀. 12. 바이러스 입자의 다양성.

일부 대표자는 길이가 1-1.5 미크론에 이릅니다. 바이러스의 구조는 다양한 모양(나선형, 정이십면체, 구형)을 특징으로 하는 특수 단백질 프레임(캡시드)으로 유전 물질을 둘러싸는 것으로 구성됩니다. 일부 바이러스는 또한 숙주 세포막(슈퍼캡시드)으로 형성된 외피를 위에 갖고 있습니다. 예를 들어 (그림 13)은 (AIDS)라는 질병의 원인 물질로 알려져 있습니다. 이는 유전 물질로 RNA를 포함하고 있으며 특정 유형의 면역 체계 세포(보조 T-림프구)에 영향을 미칩니다.