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식품위생학 및 식중독

1. Introduction to Food Sanitation* 식중독의 위험 (Foodborne illness/Food poisoning disease)-개인 : illness or disease: 가계 수입의 소실, 의료비, 사망 또는 장의비, 약 또는 특별한 필요 비용, 생산성 손실- 회사 : closed (최악의 경우, 망하거나 주인이 바뀜): 손님 또는 판매 손실, 명성과 위신의 상실, 소송, 보험료 상승, 소속인들의 사기 저하, 이직 증가, 곤란한 상황* 위생에 주의를 기울이다.- 식품 산업은 더 크고 다양해 졌다.- 최근 경향 : 간편 요리와 가공요리 증가- 위생 관행이 더 복잡해졌다. (전문화된 지식이 더 필요)* 식품 위생(sanitation/hygiene)- 식품 시스템은 복잡하고, 집중적이며, 역동적인 활동의 사슬로서, 소매 식품에 대한 원료의 생산으로부터 시작된다.- 단순히 깨끗한 것(청결) 이상- sanitation은 건강이라는 의미의 라틴어 “sanitas"에서 유래되었다.- 위생 및 건강 상태의 조성 및 유지: 식품의 완전성 제공: 미생물에 의한 오염 방지: 식품 오염 미생물의 증식(확산) 최소화* 위생의 목적- 제품 용인 가능성(acceptability) 증가- 제품 유통기간 증가- 소비자에게 기쁨과 만족감- 공중 보건 위험 감소- 규제기관과 검사관의 신뢰 증가- 제품 폐기물 제거 감소- 직원 사기 향상* 비슷하지만 다른 단어- sanitation(위생) : 소비자의 건강에 악영향을 끼칠 수 있는 조건의 제거(안전한 수준으로 병원균 감소)- cleaning(세척) : 흙이나 먼지를 제거하는 과정(반드시 위생적인 것은 아님)- safety(안전) : 소비하기에 적합한 음식의 전반적인 품질- hazard(위해) : 피해를 입힐 가능성이 있거나 고객에게 불쾌감을 줄 수 있는 모든 것- control measures(제어(법)) : hazard를 줄이거나 막기 위해 필요한 조치- contamination(오염) : 식품의 hazard(해로(preservatives)+ 조개나 갑각류가 만드는 toxins- 토마토나 레몬과 같은 고산성 식품은 금속과 반응할 수 있다.* food allergies- food sensitivity : 아이가 특정 음식에 대해 가질 수 있는 구강 민감성(면역반응이 동반하지 않을 수 있음/ 처음 접하는 식품일 때 많이 발생)- food allergy : 신체가 해롭다고 잘못 생각하는 음식에 대한 면역체계의 반응(식품을 적으로 인식): 알레르기 유발 항원의 존재: 식품에 반응하는 특이적 IgE? 항체를 만들어냄: 신체의 면역 체계는 막대한 양의 히스타민과 다른 화학물질을 방출하여 신체를 보호함: 그 화학물질은 다양한 기관과 시스템에 영향을 미치는 일련의 알레르기 증상을 유발한다.* 흔한 식품 알레르기 유발 항원(food allergen): 우유 : 유당 불내증(식품에 의한 부작용은 있지만 면역체계는 관여하지 않는다.)을 말하는 것은 아님. 별개의 것: 달걀, 콩, 땅콩, 어류, 조개류(게, 새우), 밀(글루텐)* 위생법과 규제 in USA- 법규(laws) : 국회의원들이 통과하고 최고 통치자의 서명이 있어야 한다.- 시행령(regulation) : 법의 의도를 실행하다.- FDA(Food and Drug Administration) : 미국 보건부 산하 식품의약품화장품법 시행: 불량 식품 통제 (misbranded products): 오물이나 부패된?, 분해된 물질을 함유하고 있거나 식품으로 부적합한 경우.-Good Manufacturing Practices(GMP): 1969년 4월 26일: FDA가 GMP 시행령을 발표했다.: 식품의 제조, 가공, 포장, 보관에서 위생에 중점을 맞추었다.-U.S Department of Agriculture(USDA) by FSIS(Food Safety Inspection Service): 1981년에 설림: 육류, 가금류, 난류-Environmental Protection Agency(EPA): 연방 수질 오염 관리법: Clean 티푸스, 감기, 천연두, 헤르페스)- Zoonoses : 동물에서 사람으로 자연적으로 전달되는 질병 또는 전염성 (예를 들어, 한타바이러스, 에볼라, 광견병)* foodborne disease(illness) or food poisoning- 병원성 세균, 독소, 바이러스, 프라이온, 기생충 등에 의해 오염된 식품의 소비에 의해 발생하는 질병- outbreak : 같은 음식(같은 장소에서)을 먹은 두 사람 이상이 비슷한 증상을 겪어야한다. 일반적으로 장염과 같은 증상.- 250개 이상의 식중독 종류가 있다. (250개 이상의 다른 원인 병원균이 있다.)* foodborne disease(illness)- case : 누가 그 발병의 일부로 포함될 것인지를 밝히기 위해 보건 공무원들에 의해 개발되었다. (하나의 정의가 있는 것 아님)- case의 정의는 이러한 세부사항을 포함할 수 있다.: 병의 특징: 식중독균의 유전자 분석 (PulseNet에 의해: 감염형/독소형 판단: 고유한 증상: 잠복기: 국가나 지역의 거주와 같은 지리적 범위- 다른 목적을 가진 발병에 대한 몇 가지 case에 대한 정의가 있을 수 있다.- How are cases tracked?: 누가 아픈가, 언제부터 아팠는가, 그들이 어디에 사는가- 조사에 근거하여, 그들은 시간의 경과에 따른 질병의 수를 추적하기 위해 전염병 곡선(epidemic curve/epi curve)을 만든다.- epi curve의 패턴: 질병이 시작되는 날짜와 그 사건이 공공 보건 당국에 보고되는 날짜 사이에는 본질적인 지연이 있다. : 일반적으로 살모넬라 질병은 2-3주 걸림 (증상이 나타날 때까지의 시간도 포함?): 어떤 질병 case의 배경은 발병하지 않았더라도(첫 번째 case가 생겼다고 말하기 어려운) 일어날 가능성이 있다. : 전염병학자는 보통 첫 번째 경우가 아닌 첫 번째 질병의 군집에 초점을 맞춘다. 왜냐하면 그 군집은 때때로 사람들이 병에 걸린 지 몇 주가 지나서야 발견되기 때문이다.?: 몇몇의 case시간- 몇시간에서 며칠까지 다양하며 아래의 요인에 달려있다.: the agent(what), how much was consumed (어떤 미생물을 얼마나 먹었느냐)* infective dose- 식중독이 일어나기위해 소비되어야하는 감염량- 아래의 요인에 따라 다르다.: the agent(what), agent의 균주(아종)(strain), 소비자의 나이와 건강상태+성별* infection- 감염형 식중독 : 음식물에 섭취된 박테리아가 침입하거나 먹을 때 발생하며, 인간의 숙주의 몸 속에 들어가 증식한다.: 살아있는 (유해) 미생물은 음식의 한 부분으로 섭취된다.: 섭취 후, 미생물은 위장에 붙어서 자라기 시작할 수 있다.: 이것은 설사와 같은 식중독 질병의 흔한 증상을 야기할 수 있다. (몇몇의 case에서, 미생물은 GI 경로에서 신체의 다른 부분으로 혈액 흐름에서 운반될 수 있다.): listeriosis* intoxication- 독소형 식중독 : 식품에 미리 형성된 독소를 섭취할 때 발생함: intoxication은 살아있는 미생물이 식품이나 제품에서 자랄 때 야기된다.: 그런 다음 독소를 함유한 음식을 섭취하고 독소 자체가 질병을 일으킨다.: intoxication은 또한 세척 화학물질과 같은 독성 화학물질의 소비에 의해서도 발생할 수 있다.: Clostridium botulinum and Staphylococcus aureus* toxicoinfection (infection/intoxication 구분할 때 intoxication에 포함)- toxico-infection : food intoxication과 infection의 결합: 인체에서 독소를 생성하는 식품 내 유해 미생물의 섭취: A toxicoinfection은 살아있는 미생물이 소비되고, 그러면 미생물이 인체에서 질병을 야기하는 독소를 만들 때 야기된다.: Vibrio cholerae: Bacillus cereus(수인성 질환 종류): Clostridium botulinum(유아에 유mic : 전염성 또는 바이러스성 질병으로 특정 지리적 지역의 많은 사람에게 전염된다. (swine flu in USA)- Pandemic : 전염성 또는 바이러스성 질병으로 여러 국가나 대륙에 걸쳐 많은 사람에게 전염된다. (epidemic과 구분하지 않고 사용하곤 한다.)- Hyperendemic : 다른 집단에서 볼 수 있는 것보다 훨씬 더 지속적이고 높은 수준의 질병을 가리킨다.* Prevalence versus Incidence- Prevalence(유병률) : 인구 내에서 영향을 받는 사람들의 비율 (기존~현재 포괄)- Incidence(발생률) : 특정 기간 동안의 인구 내 질병의 발생* Control of Outbreak (USA)- FoodNet service : 체계적인 관리- 1996에 수립- 10 EIP(Emerging infection program)- 활성화된 감시망 (위기상황에 대처할 수 있는): 식품을 통해 일반적으로 전달되는 감염 추세 추적: 식품안전정책 및 예방노력의 기반 마련-www.CDC.gov: (foodnet service를 총괄): 주요 식중독균 관리(Campylobacter, Listeria, Salmonella, E.coli O157 or non-O157, Shigella, Vibrio, Yesinia), 기생충(Crytosporidium, Cyclospora)* Control of Outbreak (Korea)- www.mfds.go.kr- www.mfds.go.kr/e-stat/index.do: Staphylococcus, Vibrio, Clostridium, Listeria, E.coli O157, Yesinia, Bacillus, Campylobacter, Salmonella3. Bacterial Pathogens* 세균의 두 분류 : gram positive, gram negative* major foodborne illness- 식중독 발병률: + : 100000명 중 1명 이하: ++ : 100000명 나 Aw

학교| 2023.05.08| 16페이지| 3,000원| 조회(127)

식중독, HACCP, 식품위생, 식품위생학, 프라이온, 병원성균

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식품생화학-아미노산, 질소, 핵산, DNA 복제 등

Chapter1. 아미노산 및 질소대사1. 질소회로- 지방산, 포도당과 달리 단백질은 생체분자를 합성하고 남은 아미노산이 그대로 저장되지 않음→ 저장되지 않고 분해되어 에너지원으로 이용되거나 글리코겐, 지방 등으로 저장됨- 분해작용: 아미노산의 α-아미노기 → 요소 로 전환되어 제거됨: 아미노산의 탄소골격 → 아세틸CoA, 피부르산 또는 구연산회로의 중간대사물 로 전환됨→ 전환되어 분해되거나 지방이나 글리코겐으로 저장할 수 있음- 질소 : 생물에서 매우 중요한 역할을 하지만 생물학적으로 유용한 질소는 충분하지 않음: 몇몇 질소고정 미생물은 질소기체를 암모니아로 환원하지만 동물들은 질소기체로부터 질소함유분자를 합성할 수 없음→ 식이로부터 유기질소를 얻어야 함: 지구 대기의 약 80%를 구성하지만, 몇몇 종만이 생명체에 유용한형태로 전환가능함: 시아노박테리아, 메탄생성고세균, 아조토박터와 같은 자유생활 토양박테리아콩과 식물의 뿌리혹의 공생체인 질소고정세균 등- 아미노산 : 단백질의 구성요소: 생리적으로 중요한 질소함유 분자들인 신경전달물질, 글루타티온, 뉴클레오티드 및 헴의 전구물질- 생물권에서 대사과정은 상호의존적으로 작용하여 거대한 질소회로에서 생물학적으로유용한 질소를 구제하거나 재사용함- 질소고정화 : 질소고정세균과 고세균에 의해 대기질소 → 암모니아로의 고정 (환원)- 질산화반응 : 질산화세균에 의해 암모니아 → 아질산, 질산염 으로 전환- 탈질산화반응 : 탈질산화세균, 고세균, 진균류에 의해 질산염 → 질소- 암모니아의 혐기적 산화 : 혐기적으로 암모니아 산화를 촉진하는 세균에 의해암모니아, 아질산염 → 질소- 아미노산 합성 : 모든 생명체에 의해 암모니아 → 아미노산 합성2. 아미노산 분해- 아미노산 분해과정경로는 대부분의 생물체에서 유사함- 아미노산의 분해과정 : 탄수화물, 지방의 분해과정과 달리 탈아미노반응(아미노기 제거) 후 아미노산의 탄소골격(α-케토산)이 구연산회로로 들어가 대사됨① 아미노산에서 α-아미노기 제거됨 → 암모니아와 α-케토산 형성선형 구조를 가짐- RNA들은 RNA 또는 DNA가닥과 상보적으로 결합할 수 있음- RNA 자체 내에서도 일부 염기쌍을 이루어 2차구조의 더 안정된 구조가 될 수 있음6. 핵산의 물리화학적 특성- A와 T 또는 G와 C 염기쌍 사이의 수소결합은 화학적으로 약한 결합이지만→ DNA가 복제되고 전사될 때는 쉽게 가닥 간의 분리가 일어나야 함→ 약한 수소결합이 가닥의 분리와 재결합을 쉽게 해줄 수 있음- 오랫동안 DNA에 유전정보를 저장해 올 수 있었던 것→ 염기쌍 간의 수많은 수소결합의 강력한 상보성유지와, 쉽게 깨지고 형성되는 수소결합의 양면성에 기인함* 이중나선구조 DNA 및 RNA의 변성- 세포로부터 분리된 DNA용액은 실온의 Ph 7.0에서 상당히 점성이 높음- 그러나 pH가 높거나 80도 이상의 온도에서는 그 점성이 크게 감소함- 이중나선 DNA 염기쌍 사이의 수소결합이 끊어져 각각의 가닥으로 분리되기 때문에 DNA가 변성됨- DNA 및 RNA의 변성: 온도나 pH값이 원래대로 되돌아오면, 떨어져있던 두 가닥의 DNA 또는 RNA는 다시 원래대로 서서히 되돌아와 재결합하면서 이중나선DNA 또는 이중나선RNA로 돌아감 : DNA분자들은 액체 내에서 서서히 열을 가하면 서서히 변성됨* 핵산의 하이브리드화- 하이브리드화 : DNA나 RNA에 대한 상보적인 염기배열을 이용하여 인공적으로 이중가닥의잡종핵산분자를 형성시키는 방법- DNA 두 가닥사이에 서로 짝을 이룰 수 있는 염기서열을 이용하여(가닥과 가닥 사이에 서로 짝을 이룰 수 있는 능력을 이용하여)서로 다른 생물의 유전체 사이에 유사한 DNA서열이 있는가를 찾는 데 사용될 수 있음* 뉴클레오티드 및 핵산의 변형- 퓨린과 피리미딘 염기들은 공유결합구조에 여러가지 자연적 변형이 생길 수 있음- 유전정보에 영원한 변화가 생기는 DNA 구조변경을 돌연변이라 함① 탈아미노화: 많은 염기들은 밖에 나와있는 아미노기가 스스로 상실되기도 함: ex) DNA의 시토신은 이와 같은 탈아미노화로 우라실이 되는 경우가 있음.→ 생긴 피리미딘 이합체 → 이를 광학적 힘으로 자름: 모든 세포들은 DNA광분해효소라는 광-재활성화효소를 지님: 이 효소는 빛에너지를 이용해 피리미딘 이합체를 직접 분해하여 정상적인 피리미딘으로 복구③ 염기절제 수선 (직접복구방법에 속함)(복제가 끝난 후에 수선하는 과정): DNA glycosylase가 손상된 염기를 제거함→ AP(apurinic) endonuclease가 퓨린염기가 없는 부위(AP부위)의 DNA를 잘라냄→ Deoxyribose phosphodiesterase가 이를 인산단위로 자름→ DNA polymerase Ⅰ이 일부를 분해시키면서 동시에 복구함→ DNA ligase가 봉합함④ 뉴클레오티드 절제 수선: 이중나선이 비틀어진 피리미딘이합체처럼 부피가 큰 DNA손상을 제거하는 과정: 이 과정은 가장 중요한 수선과정의 하나: 관련 효소복합체가 DNA를 살펴보고, 구조적으로 비틀려있는 지역을 찾아냄→ 그 지역의 두 가닥을 분리→ 단일가닥 결합단백질 (SSB)이 결합하여 이를 안정화시킴→ 손상된 양4. 재조합- 재조합은 DNA분자 간의 물리적 교환임- 이러한 교환이 유사한 DNA분자 사이에 일어날 때 상동성 재조합이라고 함- 재조합 기작 (재조합 모델)① 일반적 재조합: 상동성 서열을 갖는 두 DNA사이에서 유전물질이 교환되어 유전적 다양성을 만들어냄② 위치특이성 재조합: 재조합효소가 특정위치를 인식하고 끊어서 새로운 DNA조각과 이어줌③ 유전체 전이과정: 자유롭게 이동하는 전이인자에 의해 염색체와 염색체 내부 또는 그 사이에 DNA조각의 이동과 끼워넣기를 주도함* DNA의 제한과 변형- 최근 가장 중요한 발견 중 하나가 제한효소임- 제한효소 : 특정 염기서열에서 DNA의 이중나선구조를 자르는 효소- 세균 :자신의 DNA상에 있는 특정염기를 메틸화하여 자신의 제한효소 공격으로부터 보호하려함: 메틸화와 같은 이러한 변화들을 DNA변형 이라고 함- ex) 어떤 바이러스DNA가 메틸화로 변형되지 않으면 숙주세포의 제한효소가 이를 공격하여절단해버릴 수 있음-것을 DNA → SRNA → S단백질 로 흘러가는 정보의 흐름 또는 coding system이라 함* 단백질 합성 준비과정- 단백질 합성은 세포질의 리보좀에서 일어남- 리보좀 : 리보좀 단백질 + rRNA들이 결합한 복합체: 큰 단위체와 작은 단위체 두 종류로 구성되어 있음- 원핵세포의 리보좀: 작은 단위체 = 30S (21개 단백질+16S rRNA) 크기: 큰 단위체 = 50S (34개 단백질+23S rRNA) 크기: 단백질합성이 일어나면 두 단위체가 결합하여 70S 리보좀을 형성함- 진핵세포의 리보좀: 작은 단위체 = 40S (33개 단백질+18S rRNA) 크기: 큰 단위체 = 60S (49개 단백질+5S, 5.8S, 28S rRNA) 크기: 단백질합성이 일어나면 두 단위체가 결합하여 80S 리보좀을 형성함* 코돈과 안티코돈- 유전암호 해독은 1960년대 초부터 니렌버그 등에 의해 연구되었음: 이들은 인위적으로 합성시킨 mRNA, 리보좀, tRNA, 아미노산, 아미노아실tRNA합성효소 등을섞어서 반응시킨 후 얻어진 단백질 산물을 분석→ 한 아미노산은 실제로 3개의 염기그룹, 즉 코돈이라는 3중 암호마다 특정 아미노산으로 읽힌다는 것을 알아냄→ 대부분의 생물체들은 공통 유전암호를 갖고 있다고 하였음- 종결코돈 3개를 제외하면 61개의 전사코돈이 20가지의 아미노산을 암호화함- 코돈의 중첩성 또는 퇴보성 유전암호 (퇴보성 코돈): 두 개 이상의 코돈이 한 개의 아미노산을 암호화할 수 있는 성질: 예를들어 ACU, ACC, ACA, ACG 4개의 코돈이 트레오닌으로 읽힘: 동의코돈 = 이렇게 서로 다른 코돈이 같은 아미노산으로 읽히는 것→ 코돈의 첫째와 두번째 염기는 아미노산을 결정하는데 중요하지만, 세번째는 중요치 않음: 와블가설 = 코돈의 세번째 염기와 안티코돈 첫번째 염기 사이의 상호결합이 약하다는 것→ 코돈 UUU와 UUC는 모두 페닐알라닌으로 읽힘→ 상보적으로 결합하지 않는 염기 간의 결합이 코돈의 세번째 위치와 안티코돈의 첫번째 염기간에 일어난다고 어나지만, 진핵세포에서는 조절단백질이 없으면 강력한 프로모터라도 전사가 거의 일어나지 않는다.- 전사개시가 일어나기 위해서는 다양한 활성화단백질들이 활동해야 한다. 양성적 조절기작이 일어나는 유전자는 처음에는 비활성화되어 있으나, 활성화될 시기에는 전사를 촉진해주는 활성화단백질들이 관여하여 유전자를 양성적으로 발현시킨다.- 진핵세포의 polⅡ 전사에 의한 mRNA합성조절은, TATA박스와 전사개시서열을 가지고있는 프로모터와, 여러종류의 전사조절에 필요한 염기서열들에서 일어나고 있다.- 전사조절에 관련된 이러한 서열들을 인헨서(enhancer)라고 하며, 적절한 조절단백질들이 결합하면 인헨서가 전사를 증강시킨다.- 더불어 성공적으로 RNA polⅡ가 프로모터에 결합해서 전사를 수행하려면 또 다른 인자들이 결합되어 있어야 함: 인헨서에 결합하고 전사를 촉진하는 전사활성인자: 염색질형태를 바꾸고 리모델링하는 단백질: 직접 DNA에 결합은 하지 않고 중개자역할을 하는 보조활성인자: 기본전사인자등의 수많은 보조인자들이 관여한다.(3) 전사개시 후 단계에서의 조절- 전사 신장단계에서의 조절- mRNA 안정성 조절- 선택적 스플라이싱 단계(4) 단백질 번역단계에서의 조절과 단백질 번역 후 단계에서의 조절- mRNA분자가 단백질로 번역될 수 있는가 여부도 조절기작의 하나이다.- 단백질 해독단계에서의 조절은 세균보다 진핵세포에서 훨씬 자주 일어난다. 전사와 해독이 동시에 일어날 수 있는 세균과 다르게, 진핵세포는 핵에서 전사된 전사체들이 정리되는 처리과정을 겪어야 하고, 해독되려면 세포질로 나와야 한다.- 그 과정에서 어떤 mRNA는 해독이 억제되는 조절을 받기도 한다.(5) 단백질 수준에서의 조절단계- 단백질 합성 후 조절과정은 단백질이 합성된 후 단백질 구조가 변경되어 그 기능이 변경되는 경우이다.- 아미노산의 화학적변경 / 단백질 내부 아미노산 순서 변경 등이 해당된다.- 가장 흔한 화학적 변경의 종류: 인산화 → 인산화되는 단백질들은 대개 그 기능이 활성화됨: 당화 →e

자연과학| 2023.05.08| 37페이지| 2,500원| 조회(226)

질소, 생화학, 식품, 핵산, 유전자재조합, 아미노산, DNA복제, 응용

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식품생화학-지질 및 지질의 대사

Chapter1. 지질1. 지질의 종류 및 구조1) 지방산- 한쪽 끝에는 소수성의 메틸기(CH )를 가지고 있고 다른 한쪽 끝에는 친수성의 카르복실기(COOH)를 가진 긴 탄화수소 사슬* 지방산의 구분과 종류- 이중결합의 수에 따라: 포화지방산 (이중결합이 없음): 불포화지방산 (이중결합이 있음) : 단일 불포화지방산 (이중결합이 한 개): 다가 불포화지방산 (이중결합이 2개 이상)- 탄소 수에 따라: 단쇄 지방산 (탄소 6개 미만): 중쇄 지방산 (탄소 6-12개): 장쇄 지방산 (탄소 12개 초과)- 이중결합의 위치에 따라 (메틸기로부터 몇 번째 위치에 처음으로 이중결합이 나타나느냐): -3 지방산 / -6 지방산 / -9 지방산- 체내 합성여부에 따라: 필수지방산 (동물세포에서는 합성이 되지 않아 반드시 식물성식품으로부터 섭취해야 함)= linoleic acid / α-linolenic acid: 비필수지방산- 이중결합을 중심으로 수소의 자리배열에 따라: cis 지방산 / trans 지방산* 지방산의 물리적 성질- 물리적 성질에 영향미치는 것 : 탄소수, 이중결합의 수와 형태- 탄소수가 많아질수록 녹는점 높아짐- 같은 탄소수를 가지고 있을 경우 이중결합이 많을수록 녹는점 낮아짐- 포화지방산 : 일자형의 구조를 가지고 있어 조밀한 배열을 형성할 수 있음- 불포화지방산 : 30 정도의 꺾임을 유발하여 빽빽하게 채워지는 것을 방해→ 탄화수소 사슬 간의 반데르발스결합을 약화→ 녹는점 낮춤: 불포화지방산이라도 이중결합의 형태가 트랜스형 → 일자형의 구조 가지게 됨* 지방산 명명법 (델타시스템, 오메가시스템)α-리놀렌산 CH CH CH CH CH CH CH CH CH CH CH COOH= 18:3 = 18은 탄소수, 3은 이중결합의 수= 카르복실기로부터 9, 12, 15번째 탄소에 이중결합이 있음= 18:3 -3 = 메틸기로부터 3번째 탄소에 처음으로 이중결합이 나타남2) 중성지방과 왁스* 중성지방 (neutral fat) (triglyceride) (triacyl됨- 특히 인지질과 당지질들은 지방산 2개가 결합→ 소수성 꼬리부분이 큼→ 내부공간이 작은 micelle보다는 이중막을 형성하는 것을 선호(이중막을 형성하는 것은 생체막 생성의 기초가 됨)- 생체막의 주요 성분 : 단백질, 인지질, 스테롤 → 인지질 이중층구조에 단백질이 끼어있는 구조- 생체막이 지니는 공통특징 : 이중막의 구조를 가짐유동적인 구조를 가짐이중막이 비대칭적 구조를 가짐막의 종류에 따라 지질과 단백질의 조성이 다름막단백질이 여러 기능을 부여함* 이중막의 유동적 구조- 수용성환경에서 인지질이 이중층의 막구조를 형성하는 것은 아주 자연스러운 현상: 소수성 상호작용 → 이중층이 형성됨: 탄화수소 꼬리부분 간의 반데르발스 결합 → 이중층의 막배열이 유지됨: 친수성의 머리부분과 물분자와의 수소결합, 정전기적 상호작용 → 막구조의 안정화에 기여함- 전자현미경, X선 회절법으로 측정한 막 이중층의 두께 = 약 60A- 인지질 이중층으로 이뤄진 막은 이차원적인 유동적 구조를 가짐: 친수성 머리부분 = 아래위의 움직임: 소수성 꼬리부분 = 끊임없이 탄소와 탄소결합의 회전을 포함한 유동적인 움직임을 보여줌- 단층막 내에서 지질은 수평적이동 또는 측면확산을 통해 자리이동을 하기도 함: 횡단확산도 일어나기는 하지만 친수성 머리부분이 소수성 이중막내부를 가로질러 반대쪽으로 이동해야하기 때문에 아주 느리게 일어나며, 에너지를 필요로 하는 경우가 많음: 횡단확산 = 지질이 한쪽 단층에서 다른 쪽 단층으로 이동하는 것* 비대칭적 구조- 생체막의 이중층구조는 비대칭적: 비대칭성은 두 단층 사이 뿐만 아니라 한쪽 편의 막 내에서도 존재함- 인지질은 2개의 지질단층에 비대칭적인 분포양상을 보여줌: 인지질 조성의 비대칭성 = 막단백질의 분포, 막하전의 차이 등에 영향을 미침→ 막의 생물학적 변화 또는 기능의 차이를 유도- Apoptosis (세포자연사) (사진페이지): 세포의 세포막에 ‘eat-me’신호가 발현되어 대식세포가 이를 탐식: 대표적인 ‘eat-me’신호 = phospha동1) 지질의 소화와 흡수- 식사를 통해 섭취한 지방의 소화와 흡수는 위에서 시작되어 소장에서 대부분 흡수됨- 지방산은 지방조직에서 중성지방으로 저장- 말초조직은 지방조직에저장된 지질에너지원을 세 단계의 과정을 거침: 지질의 이동= 중성지질 → 글리세롤 → 지방산, 지방조직으로부터 방출된 에너지를 요구하는 조직으로 수송: 조직 내에서 지방산은 활성화된 후 분해되기 위해 미토콘드리아로 수송: 지방산은 순차적인 과정을 거쳐 아세틸CoA로 분해 (시트르산 회로)① 중성지방 (TG) → 다이아실글리세롤 : 혀밑샘에서 분비되는 타액 리파아제, 위의 주세포에서 분비되는 위 리파아제의 작용으로중성지방 10~30% 정도가 위에서 소화된다.: 위 리파아제는 산성 pH에서 안정적이며, 주로 단쇄 또는 중쇄지방산을 함유한 중성지방을소화한다.: 3번 위치에 있는 지방산을 우선적으로 가수분해하여 1,2번 위치에 지방산이 있는다이아실글리세롤이 생성되도록 한다. (유지방 흡수와 관련)② 콜레스테롤 에스테르 (CE) → 유리콜레스테롤, 지방산 인지질 → 모노아실글리세롤, 유리지방산 중성지방 (TG) → 다이아실글리세롤, 모노아실글리세롤 및 유리지방산 : 부분적으로 가수분해된 지방, TG, CE, PL, 콜레스테롤, 인지질 등이 십이지장으로 들어온다.: 간에서 생성된 담즙이 지질을 유화하여 유화액 상태를 이룬다.(유화액의 형성은 기름방울들이 미셀의 상태로 안정화될 수 있도록 하여 표면적을 증가시킴으로써 췌장에서 분비되는 소화효소의 작용을 잘 받을 수 있게 함): 췌장에서 분비되는 소화효소= 콜레스테롤 에스터라아제 / 포스포리파아제 A / 췌장 리파아제 / 코리파아제: 콜레스테롤 에스테르 = 식사로 섭취한 콜레스테롤 중 10~15%를 차지함③ 지질의 흡수: 소화된 지방의 흡수는 주로 소장의 십이지장 말단과 공장 부분에서 이뤄짐: 미셀은 표면이 수용성성질을 지님→ 소장의 솔가장자리 표면을 둘러싸고 있는 수분층을 지나가는 것을 가능하게 해줌: 다이아실글리세롤, 모노아실글리세롤, 유리지방산, 콜레만큼 짧아진 지방산 아실CoA가 다시 β-산화를 거치게 됨① 지방산 아실 CoA → 트랜스- -에노일 CoA + FADH② 트랜스- -에노일 CoA → L-β-하이드록시아실 CoA ③ L-β-하이드록시아실 CoA → β-케토아실 CoA + NADH④ β-케토아실 CoA → 지방산 아실 CoA + 아세틸 CoA: 각 β-산화과정 = 1개씩의 FADH , NADH 생성: 탄소 18개의 스테아르산이 산화 → 아세틸CoA 9개, FADH 8개, NADH 8개 생성* 불포화지방산의 산화- 시스형태의 이중결합과 이중결합의 위치 때문에 β-산화과정에서 작용하는 효소가 작용 못함- enoyl-CoA hydratase 가 트랜스형태의 이중결합에만 특이적으로 작용하기 때문→ 다른 효소의 도움을 받아 반응을 진행함* 홀수지방산의 산화- 탄소수가 홀수인 지방산- 홀수지방산이 산화되면 마지막에 아세틸CoA가 아닌 프로피오닐CoA가 생성됨= 개의 아세틸CoA + 프로피오닐CoA 1개- 프로피오닐CoA는 숙시닐CoA로 전환되어 구연산회로에서 대사됨: propionyl-CoA carboxylase / methylmalonyl-CoA racemase / methylmalonyl-CoA mutase: 구연산회로에서 전환된 뒤,말산이 세포질로 나와 피루브산이 되고,피루브산이 다시 아세틸CoA가 되어 구연산회로에서 대사됨4) 지방산 산화의 조절- 지방산 산화는 혈중 유리지방산의 농도에 의해 조절됨 (호르몬 2개, 효소1개에 의해 조절됨)- 혈중 유리지방산의 농도는 호르몬 민감성 리파아제 (HSL) 의 작용에 의해 지방조직으로부터 유리되어 나오는 지방산의 영향을 받음- 에피네프린, 글루카곤 : 지방세포에서 cAMP의 농도를 증가시켜 단백질 키나아제 A에 의해HSL의 인산화가 일어나도록 하여 HSL의 활성을 증가시킴3. 지방산의 생합성체내에서 합성되지 못해 식이로부터 섭취해야 하는 필수지방산 : 리놀레산, α-리놀렌산1) 지방산의 생합성과정* 미토콘드리아에서 세포질로 아세틸 CoA의 이동- 대파티딜이노시톨과 같은 신호전달물질과 아이코사노이드의 전구체임- 생물체에 의해 합성되거나 섭취된 대부분의 지방산 : 에너지의 저장을 위한 중성지방으로 됨: 또는 세포막 인지질구성성분으로 결합됨- 생물체의 빠른 성장기 : 세포막의 합성을 위해 지방산이 막 인지질 생성에 활발하게 사용됨- 성장기가 아닌 시기 : 대부분 중성지방의 합성에 이용되어 지방조직에 저장됨5. 콜레스테롤의 대사- 콜레스테롤은 세포막의 주요성분이 되고 스테로이드 호르몬, 비타민D 및 담즙산생성의 전구체로 작용하는 매우 필수적인 물질- 따라서 체내 세포는 식사로부터의 섭취와 생합성을 통해 콜레스테롤을 지속적으로 공급받으며 그 과정은 적절한 기전에 의해 조절됨1) 콜레스테롤의 합성* 콜레스테롤의 합성경로- 대부분 조직에서 콜레스테롤 합성이 가능하지만 간, 장, 부신, 정소 및 난소에서의 합성량 많음- 특히 간은 가장 대표적인 합성기관- 콜레스테롤은 긴사슬 지방산처럼 아세틸 CoA와 NADPH로부터 합성되지만 과정은 매우 다름* 콜레스테롤 생합성의 조절콜레스테롤 생합성과정은 HMG CoA를 메발론산으로 전환시키는 HMG CoA 환원효소가 주요속도조절단계로 작용하며, 이는 여러 기전에 의한 대사적 조절을 받음① 유전자 발현 변화에 의한 조절: HMG CoA 환원효소의 유전자 = 스테롤 조절배열결합단백질(SREBP)이라는 전사인자에 의해 그 발현이 조절됨: SREBP = 합성된 초기에는 SCAP (SREBP cleavage-activating protein)와 복합체를 이루어 소포체에 결합되어 있음: SREBP가 핵 속으로 이동하여 HMG CoA 환원효소유전자의 상위에 존재하는 스테롤조절배열에 결합하면 유전자의 전사가 활성화됨② 호르몬에 의한 조절: 인슐린 → HMG CoA 환원효소의 발현을 증가시킴: 글루카곤 → HMG CoA 환원효소의 발현을 억제시킴③ 인산화에 의한 효소활성변화에 의한 조절: HMG CoA 환원효소는 인산화되면 효소활성이 억제됨: AMP에 의해 활성화되는 단백질키나아제 (AMPK)에수축

학교| 2023.05.08| 19페이지| 2,500원| 조회(210)

생화학, 식품, 실험, 지질, 응용

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식품미생물학-미생물과 식품

미생물의 생육과 대사(생장곡선 각 단계별 특징, 증식에 필요한 인자들)* 미생물의 증식- 미생물 : 급속한 증식과 복제능력을 가진 대사기계들- 미생물 증식은 장단점이 있음: 하수처리공장 조작기들 (세균, 조류 및 다른 미생물들의 증식을 자극하여 하수를 분해하고,그 부산물을 토양으로 보냄): 산업미생물학자 (빌딩크기의 통에 미생물을 증식시켜 비타민, 아미노산, 그리고 인간의 영양에귀중한 다른 생육인자들을 얻음)* 개체증식- 증식곡선 : 미생물 개체가 비교적 안정한 환경조건 하에서 증식할 때 그 수가 늘어나는 과정을 수학적 그래프모양으로 나타낸 것 (일정시간동안의 미생물개체의 증식을 표현)- 원생동물과 조류 : 개체가 액체배지에서 증식할 때 증식곡선이 적용됨: 유사분열로 증식- 균류와 세균 : 개체가 고체 또는 액체배지에서 증식할 때 증식곡선이 적용됨- 세균 : 이분법으로 증식- 균류 : 유사분열과정에 의해 그들 균사끝에 새로운 세포를 형성하여 증식- 바이러스 : 하나씩 증식하는 것이 아니라, 잠복해있다가 한꺼번에 방출됨* 세균개체의 증식곡선 (그리고, 미생물수 말하고, 각단계특징)① 유도기 (lag phase): 개체의 수가 세균의 분열을 준비하기 위해 안정한 채로 유지됨: 미생물이 새로운 환경에 적응하는 기간임② 대수증식기 (log phase): 미생물이 최대속도로 분열하고 증식하는 시기: 개체의 수가 세대시간마다 배로 증가함: 세균의 실제 개체수를 로그값으로 나타내면 증식곡선은 S자 모양이 됨③ 정지기: 많은 미생물이 사멸하여 개체수가 새로운 세포와 균형을 이루는 시기: 영양원고갈, 식균 미생물들의 유입, 부산물의 축적, 물 공급 부족, 산소고갈 등이 원인④ 사멸기: 미생물들이 급속히 사멸하여 개체의 크기가 크게 감소되는 시기: 당 = 환경에 대한 완충작용을 하여 세균의 사멸을 방해* 미생물의 성장에 영향을 주는 요인① 물- 미생물 개체의 증식: 화학적, 물리적 환경의 측면에서 크게 영향을 받을 수 있음- 물 = 미생물 세포질의 주요 구성물질로서, 생명이 계제내성 유전자가 전이됨- 유전자 전이는 세 가지 방법에 의해 일어남: 접합 / 형질도입 / 형질전환: 이러한 방법을 유전자 재조합이라고 함* 접합- 성선모를 통해 공여세포가 유전물질의 일부를 수취세포에게 전이하는 것- 선모간의 communication : 공여세포와 수취세포의 표면을 연결해 접합다리를 형성- 공여세포의 플라스미드 = F인자* 형질도입- 세균성 바이러스를 이용해 특정 유전물질을 새 숙주세포에 전이하는 것- 이 세균성 바이러스는 bacteriophage- 박테리오파지가 숙주 세균의 표면에 부착함→ 파지 DNA가 세균의 세포질 내로 삽입됨→ 감염성 DNA는 다른 파지의 구성요소 뿐만 아니라, 파지 DNA의 부가적 가닥의 삽입으로 복수로 되어짐→ 복제과정에서 숙주 세균의 DNA가 파괴됨: 일부 세균 DNA는 즉시 파지의 복제기간에 이용되어지며, 비정상적 파지입자로 되기도 함: 그러나 대부분의 파지입자는 정상적인 파지 DNA를 가짐→ 복제과정 끝에서 모든 새로운 파지입자가 세균에서 방출됨→ 정상적인 파지는 형질도입과 관계 없고, 비정상적인 파지가 세균과 접촉하면 형질도입 발생→ 파지 DNA는 숙주세포로 들어감 (이 DNA는 세균의 DNA가 되어버리며, 정상적인 파지 DNA는 되지 않음)→ 비정상 DNA는 새로운 파지입자를 코드하지 않고, 세균 DNA로 삽입되어 세포를 형질도입함→ 이를 통해 새로운 숙주세포는 다른 세균으로부터 DNA를 얻게 됨- 파지가 박테리아를 감염하면 파지의 유전물질이 박테리아 안으로 주입되고, 이 유전정보에 따라 파지의 DNA와 단백질이 합성되고, 파지 DNA는 파지의 단백질 껍질 안에 담겨짐. 이 포장과정에서 파지의 DNA뿐만 아니라, 박테리아DNA, 박테리아가 가지고 있던 플라스미드DNA, 또는 다른 바이러스의 DNA도 포장되는 경우가 있음. 그러한 파지가 다른 박테리아를 감염하게 되면, 파지 속에 담겨있던 이전 박테리아의 유전자가 전달되고, 유전적 재조합에 의해 새로운 형질을 얻게됨* 형질전환- 수여세포에 DNA단편을 직접 넣는 방법: 세균의 포자를 사멸시키는데는 2시간 이상이 필요함: 압력은 증기의 온도를 100도 이상으로 올리는데 이용됨→ 압력이 증가함으로써 온도가 상승 → 미생물 사멸이 증가함: 이 온도와 압력에서 내생포자는 수 분 내에 파괴됨: 플라스틱 이용가능* 저온살균: 저온처리법 = 62.9°C 30분: 순간살균법 = 71.6°C 15-30초: 고온순간살균법 = 82°C 3초: 대부분의 병원성미생물을 사멸시킴 (결핵균 Mycobacterium tuberculosis)* 건열 (드라이오븐 160-170 도 2시간이상): 분말, 유성물질을 멸균하는데 효율적임: 플라스틱 이용불가능: 이 경우 미생물의 사멸은 단백질 변성보다는 세포성분의 산화에 의해 이뤄짐* 방사선- 미생물의 세포질에 존재하는 핵산성분을 파괴함으로써 미생물 사멸- 자외선: 자외선이 정상DNA분자에 조사되면 인접한 티민이 서로 결합함→ 비정상적인 DNA분자로 전환되고, 티민 이합체가 형성됨→ DNA가 적절한 기능을 수행할 수 없게 되고, 증식하지 못함→ 미생물사멸- X-선, 감마선: 자외선보다 강력함: DNA염기결합의 절단 등을 초래함: 전리방사선은 플라스틱멸균, 육류나 양념 등의 미생물수를 감소시키는데 사용- Deinococcus radiodurans : 방사선에 내성을 가진 것으로 추정되는 세균* 건조- 모든 생명체는 수분없이 살지 못하기 때문에 가장 일반적으로 사용하는 방법으로 이용- 동결건조: 식품을 동결한 후 진공펌프를 통해 물을 제거: 고체상태의 물을 액체상태를 거치지 않고 기체상태로 전환함: 동결건조된 식품은 매우 가볍고 극도로 건조되어 있음- 삼투현상: 미생물을 고농도의 염이 존재하는 환경에 노출시키면 세포질에 존재하는 물은 세포막을 통과해 환경으로 방출됨: 소금이 존재하는 환경에서 미생물은 쪼그라들고, 신속하게 사멸함: 당, 향신료를 소금 대용으로 사용가능* 여과- 미생물을 액체로부터 제거가능함- 바이러스를 제거하기 위해서는 보다 작은크기의 구멍을 가진 여과지가 필요함→ 이러한 크기의 여과지는 효가 일어남→ 많은 양의 젖산과 초산이 축적되어 카제인의 구조를 바꿈→ sour curd로 굳어짐 (신응유)(걸쭉한 요구르트와 비슷): 먼지, 분뇨, 오염된 물에 의해 우유에 감염됨- Alcaligenes, Enterobacter종 : 점질물질을 생산하여 우유에 점착성을 부여함- Serratia marcescens : 유제품에 붉은색 부여- Clostridium종 : 유제품에 회색점 부여- 야생효모 : 유제품에 핑크, 오렌지, 노란색 부여- Campylobacter속 : 우유에 오염되어 설사 유발* 빵- 밀가루, 계란, 설탕은 미생물부패의 근원임 → 하지만 대부분의 오염원은 굽는 과정에서 죽음- 일부세균과 균류의 포자는 오븐의 높은 온도에서도 살 수 있음→ Bacillus속의 몇몇 균주는 대량증식해서 점성물질을 축적하여 빵의 질감 질게함- 빵 위나 내에 바르는 크림은 미생물생육을 위한 물리, 화학적 조건을 제공함- Salmonella종 : 계란으로 만든 커스타드에 오염- Lactobacillus, Streptococcus : 휘핑크림에 함유되어 산을 생성해 신맛을 내게 함* 곡류- 곡류부패에는 두가지 형태가 있음① Aspergillus flavus인 자낭균류에 의해 일어나 이들 균류가 곡류에 aflatoxins라는 독소를 생산하여 축적 → 간암, 결장암 발병② Claviceps purpurea에 의해 일어나는 맥각병으로, 맥각독소는 경련과 발작 같은 신경학적 증상 일으킴식품보존* 식품보존의 초기방법- 채소를 말리거나 고기나 물고기를 햇빛에 널어 말리는 방법- 제염, 훈연, 발효를 통해 보존- 식품에 낮은 수준의 미생물을 유지하도록 하기위해 사용* 열- 열은 단백질의 물리화학적 변화에 의해 미생물을 죽임- 가장 유용하게 열을 응용한 것은 통조림* 저온살균 (Pasteurization)- 호열성세균 (60-70°C) 은 저온살균으로 저해하지 못함- 포자형성균도 저온살균으로 저해하지 못함- 저온살균의 일차목적 : 우유로부터 병원성세균을 제거하기 위한 방안으로 공정에곰팡이가 생육하면서 단백질분해효소가 카제인을 분해하여 더 작은 peptide, amino acid를 만들고, 이들은 다시 곰팡이의 영양원이 됨: 이 과정에서 치즈의 안쪽이 흰 죽에서 미각을 높이는 연한 크림으로 점차 변화함* 미생물의 양면성- 긍정적인 면: 다양한 발효식품 / 미생물 살충제 / 미생물단백질을 이용한 산업 / 아미노산, 비타민 생산생명공학, 유전공학에 활용 / 환경정화- 부정적인 면: 인체질병유도 / 작물병해 / 음식물 부패 / 물질부식 / 환경오염* 친환경농업에서의 유용미생물- 화학비료, 합성농약 등 합성물질의 사용을 최소화하고 작물생육환경을 최적으로 조성하여 작물을 건강하게 키우기 위해 인위적으로 배양한 유용한 미생물을 총칭- 환경개선 + 생산성향상 + 고부가가치 기능식품- 소, 돼지의 분변냄새를 완화시킴, 미생물로 병해예방, 미생물로 야채에 영양공급- 뿌리의 호흡촉진, 양분흡수 극대화, 토양개량효과, 작물의 생육촉진, 유기물 분해촉진, 병원균억제, 연작지 염류장해 극복, 작물의 색도증가 및 품질향상, 작물의 스트레스 경감- 축산업 : 축산농가보호, 가축폐수의 효율적관리, 악취 방지효과, 분뇨 자원화- 경중농업 : 생산비 절감, 수량확대, 친환경 유기질비료 사용이 용이- 환경 : 흙과 물의 정화, 자연계 물질 균형, 시민보건위생의 향상- 토양개량, 친환경사료 생산, 농약과 제초제와 화학비료 저감* 유용미생물 상호작용에 의한 효과 (EM = 유용미생물, effective microorganism)- 유산균 : 유산은 해로운 미생물들을 억제함- 광합성세균 : 암모니아, 황화수소 등의 해로운 가스를 기질로 하여 악취가 없는 물질로 바꿈- 효모 : 세포의 활성화, 뿌리의 분화를 촉진하는 생리활성물질을 생산함- 대표적인 농업에서의 유용미생물 : 광합성세균, 유산균, 효모* 산업제품에서의 미생물- 미생물은 젖산, 초산 등의 유기산이나 아미노산을 합성함- 탄산수에 들어있는 구연산은 곰팡이에 의해 만들어진 것- 미생물 단백질이 육류를 연화함- 미생물의 pe색 부여

학교| 2023.05.08| 23페이지| 2,500원| 조회(182)

유전공학, 미생물학, 발효와 부패, 식품보존, 생육과 대사, 미생물 제어법

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식품미생물학-세균, 바이러스, 원생동물, 곰팡이

- 발효와 부패: 발효 = 미생물이 유기물을 분해하여 인체에 유익한 물질을 생산= 발효의 목적은 향미, 저장성, 영양 등 다양함: 부패 = 미생물이 유기물을 분해하여 인체에 해로운 물질을 생산- 김치: 젖산균이 발효시켜 산을 생선 (젖산균은 염분에 강함): 소금을 첨가함으로써 배추의 수분이 빠져나감 / 젖산균만 선택적으로 자라도록 함: 장맛을 결정하는 것은 미생물의 종류임: 버섯을 먹는 이유 = 면역세포를 활성화함* 미생물학: 광범위하고 다양한 집단의 생물이면서 단세포 혹은 세포군으로 생활하는 미생물에 관한 학문- 미생물학은 무엇에 관한 학문인가?: 살아있는 세포와 이들이 어떻게 생명활동을 하는가에 관한 학문: 다양한 종류의 미생물이 어떻게 그리고 왜 생겨났을까에 관한 학문: 지구, 인간사회, 우리 신체 그리고 동식물의 체내에서 미생물은 무슨 작용을 하는가에 관한: 기초생물과학으로서 미생물학은 어떤 중요한 역할을 하는가, 미생물학 연구가 인간을포함한 고등생물의 생명현상을 연구하는데 어떻게 이용되고 있는가에 관한 학문- 미생물학을 연구하는 이유는 무엇인가?: 기초과학으로서 미생물학은 생명현상의 특성을 연구하는데 있어 여러가지 얻기 쉬운 연구도구를 제공한다: 응용생물과학으로서 미생물학은 의학, 농업, 산업분야에서 중요한 실제적인 여러 문제들을 다루는 학문이다.미생물의 세계* 미생물- 육안으로 인식할 수 없는 작은 생물의 총칭: 사람이 볼 수 있는 가장 작은 물체의 크기는 대략 0.1mm, 보통 크기가 1mm이하인 생물체- 미생물의 종류: 세균, 균류, 바이러스, 조류, 원생동물- 미생물은 왜 중요한가?: 우리환경에서는 다양한 미생물이 존재함: 이들 미생물 중 어떤 미생물들은 병을 유발하는 병원성 미생물임: 병원성 미생물 이외의 미생물들은 병원성미생물의 수를 조절하고 자여의 환경균형을 유지함: 태양에너지를 받아들여 당분자의 형태로 에너지를 저장하고 이를 위하여 광합성을 하고그 과정에서 대기 중에 산소를 공급: 미생물들은 분해자로서, 자연의 물질순환자로서 역할을 함:핵생물 = 세포막은 있으나 핵이나 세포소기관이 없어 구조가 단순함= 유전물질, 리보솜 → 세포막 → 세포벽 → 피막- 세포 내 소기관: 리보솜 = 단백질 합성: 소포체 = 거친면소포체에 붙어있는 리보솜에서 만들어진 단백질을 입체구조로 가공하고골지체로 운반: 골지체 = 소포체에서 전달된 단백질이 골지체로 들어오면 단백질을 새로운 운반소낭에넣어 세포막으로 내보냄: 리소좀 = 백혈구 중의 대식세포에 특히 많이 분포: 미토콘드리아 = 간세포에 많이 분포: 이중막 = 핵막, 세포막, 미토콘드리아, 엽록체 를 제외한 다른 막은 단일막: 핵공 = 물질의 출입통로: 염색사 (DNA+단백질) → 응축 → 염색체: 인 = 리보솜 RNA 합성* 모든 미생물은 원핵생물인가?- 원핵생물 : 세균, 고세균- 진핵생물 : 원생동물, 균류, 조류- 바이러스 : 그 무엇도 아님* 식물세포와 동물세포 비교- 식물세포: 핵(핵막, 인, 염색사), 세포벽, 세포막, 리보솜, 소포체, 골지체, 리소좀, 미토콘드리아액포(노폐물과 영양분저장), 엽록체(조류, 광합성세균 = 식물이 아니지만 엽록체 지님)* 핵의 기능에 대한 실험 (삿갓말): 핵이 갓의 모양을 결정함: 핵 = 세포의 구조, 기능 결정= 세포의 생명활동 조절: 헛뿌리M+줄기C → 갓M: 헛뿌리C+줄기M → 갓C: 헛뿌리MC → 갓MC2장 38,39,40* 로버트 휘테커의 5계분류 (5계가 뭔지)- 원핵생물계 / 원생생물계 / 균계 / 동물계 / 식물계- 5계에는 바이러스가 포함되어 있지 않음: 바이러스는 세포성 독립체가 아니기 때문: 많은 과학자들은 바이러스는 성장하지도 않고 물질대사를 하지도 않고 독립적으로 복제하지도 않기 때문에 생물로 여기고 있지 않음* 미생물의 명명법 체계 (괄호, 속명과 종명표기)- 생물체가 속해있는 속명과 종을 수식하는 종명으로 구성된 이명법으로 이뤄져 있음- 대장균 Escherichia coli 0157.H7 (발견한 자-발견된 장소-Type)- 속명인 첫글자는 대문자, 종명인 나머지글자는 소문자: 이명법의 글적으로 그람 양성균은 푸른 보라색, 그람 음성균은 붉은 오렌지색으로 염색된다. 그람염색을 통해 균이 띄는 색으로 그람 양성균과 그람 음성균을 구분한 후, 염색된 세균의 모양을 현미경으로 관찰함으로써 균을 형태에 따라 분류할 수 있다. 구균은 둥근 알 모양, 간균은 긴 막대 모양, 나선균은 나선형의 모양을 지니고 있다.- 방법① [염색] Crystal violet으로 염색② [착색] Gram’s iodine용액 처리→ 모든 세균은 푸른 보라색③ [탈색] 에틸알콜로 세척→ 그람 양성세균 = 푸른 보라색 유지→ 그람 음성세균 = 탈색되어 투명하게 됨④ [대조염색] Safranin (붉은 염색약) 처리→ 그람 양성세균 = 푸른 보라색 유지→ 그람 음성세균 = 붉은 오렌지색으로 염색- 대부분의 세균들은 그람양성 또는 그람음성에 속하기 때문에 이를 구별하는 것은 매우 중요- 페니실린과 같은 특정 항생물질들은 그람양성세균에는 효과를 나타내지만 그람음성세균에는 효과를 나타내지 못함- 어떤 방부제와 살균제는 그람양성세균에만 효과를 나타내기도 하고 그람음성세균에만 나타내기도 함* 세균세포표면구조- 세포벽: 거의 모든 세균들은 세포벽으로 둘러싸여 있음: 펩티도글리칸이라 부르는 다당류와 단백질의 망으로 구성: 펩티도글리칸 = 세포벽을 단단하게 하는 역할, 다른 생명체에는 존재하지 않음= 그람양성세균 = 세포벽에 두꺼운 펩티도글리칸층 소유→ 그람염색시 에탄올에 의한 탈색과정에서 저항성 나타나게함= 그람음성세균 = 세포막과 외막 사이에 매우 얇은 펩티도글리칸층 소유: 페니실린, 암피실린, 아목시실린과 같은 항생물질의 공격을 받는 곳→ 이러한 항생물질들은 세균의 펩티도글리칸 합성을 억제하여 세균이 단지 세포막만 갖게 함→ 세포 내압은 세포를 부풀게 만들고 곧 세포를 터지게 함: 그람양성세균은 더 많은 펩티도글리칸을 갖고 있기 때문에 페니실린에 대해 더 민감→ 포도상구균(Staphylococcci)과 연쇄상구균(Streptococci)은 페니실린에 민감하게 반응하는그람 양성세균: 페니실린세포막은 진정세균과는 다른 지방구조를 갖고있고, 리보솜의 RNA는 독특한 화학적구조를 갖고 있음- 이러한 미생물들을 독립적 영역인 Archaea로 분류하자고 제안함- 많은 고세균들이 극한환경에서 서식함- 고세균의 분류 : 호산성고온균(85 C, pH 1) / 메탄생성균 / 극호염균* Streptomyces속 세균들 = 항생물질 생산* 광합성세균 (Photosynthetic bacteria)- 진정세균중에는 시아노박테리아와 다른 광합성세균들이 있는데, 이들은 원형질에 엽록소를 지님- 이러한 세균들은 다양한 종류의 색소를 가지기 때문에 서로 다른 색깔을 소유- 화학반응 중 황을 이용하는 것들도 있기 때문에 녹색황세균, 홍색황세균, 홍색비황세균으로 구분- 이러한 미생물들은 광합성을 하여 에너지가 풍부한 유기물들을 합성하는데, 자기 스스로 그들 자신의 먹이를 만들어내기 때문에 독립영양미생물 이라고 부른다- 반면 이미 만들어진 유기물을 먹이로 이용하는 미생물을 종속영양미생물이라고 부른다- 광합성세균의 특징 : 독립영양생식을 함 / 지금의 지구의 산소를 만들어냄 (산소를 공급함)* 세균성 병원체 (세균이 병을 일으키는 요인 설명)- 세균들은 다양한 방법으로 질병을 일으킴① 체내 조직에서 세균이 무수히 증식하여 세포를 사멸시켜 질병 야기 (결핵균)② 과민면역반응을 유발하여 염증과 조직의 변성 야기: streptococci (심내막염 원인균) = 면역계를 자극하여 항체를 형성→ 항체가 심장판막에 있는 세균과 결합→ 점진적으로 판막이 망가지며 심장병 유발③ 독소를 생산하여 세포나 조직의 화학반응을 방해하여 질병 야기: Clostridium tetani (파상풍 원인균) = 근육이 수축한 후 이완하는 기작 방해하는 독소생산: Clostridium botulinum (보틀리누스중독 원인균) = 신경마비를 일으키는 독소생산④ 인체의 방어기작을 깨뜨리는 물질을 생산 (포도상구균 staphylococci): 혈액을 응고시키는 효소를 생성하여 세균 주위로 응고물질로 이뤄진 보호막을 만들자를 형성하지 않음- 적정한 생장조건에서는 영양원을 섭취하는 영양체의 형태로 존재하다가 환경이 나빠지면 일부원생동물은 피낭을 형성하여 환경변화에 저항함- 토양에서 일어나는 물질순환에서 다른 미생물과 함께 식물, 동물의 사체를 분해하여 영양원을 재순환함- 운동방식에 따라 아메바 / 편모충류 / 섬모충류 / 포자충류- Cryptosporidium coccidi: 원생동물의 한 종: 소화관에 기생하면서 어린아이나 노인들에게 치명적인 설사를 유발함: 이 원생동물은 장벽에 붙어서 성숙되고, 복제되면서 다량의 체액분비를 유발: 이 병은 복부경련과 과다한 수분손실을 초래하며, 많은 경우 구토와 열을 동반곰팡이* 균류 (미생물 중 발효를 할 수 있는 것 = 세균, 효모, 곰팡이)(균류의 생물학적 특징6가지) (식품산업에서 어떤 역할을 하는지)① 발효를 통해 유기체를 분해하여 영양분을 얻는 종속영양생물임② 대부분의 균류는 균사로 이뤄짐 (효모 제외): 균사 = 균류의 실처럼 된 구조체= 하나의 균사는 일반적으로 하나의 포자로부터 성장함= 균류는 운동성이 없지만 균사의 계속적인 성장으로 새로운 영양물질과 접하게 됨③ 균류는 크게 효모와 곰팡이로 분류됨④ 유성생식과 무성생식을 동시에 함⑤ 생태계에서 분해자역할을 함⑥ 진핵세포 미생물이며, 균류세포는 일반적으로 세균세포보다 몇 배 큼: 커다란 세포는 다양한 기관에서 특수화된 세포기능을 나타낼 수 있음⑦ 균류의 세포는 핵을 소유하며, 엽록소가 없음⑧ 균류의 대부분의 종은 높은 내성을 지닌 포자를 형성함⑨ 세포벽은 키틴질이라는 특이한 다당체를 함유함 (물곰팡이는 cellulose)→ 식물세포벽은 cellulose, 세균 세포벽은 peptidoglycan⑩ 균류는 탄수화물을 글리코겐으로 저장함- Cladosporium cladosporioides : 가장 일반적인 균류 중 하나: 옥외에서 부패하는 식물체에서 주로 발견 + 실내 욕실타일사이- Cephalosporium : 흙에 존재하는 곰팡이, 퀴놀론계 항생물질 세팔로스포린 생성* 효모- 함

학교| 2023.05.08| 24페이지| 2,500원| 조회(138)

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