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미생물의 가족들

미생물의 가족들2009120202 경영학과 김유신생물이란 무엇일까? 간단히 요약하면 생명을 가지고 생식할 수 있으며, 스스로 생활할 수 있는 능력이 있는 물체이다. 생물은 우리가 살고 있는 이 지구 어디에나 존재한다. 이 세상에서 가장 춥거나 가장 더운 곳은 물론이고, 수천 미터 깊이의 바다 속이나 아주 높은 산꼭대기에도 생물은 살고 있다. 어느 곳에나 존재하는 생물. 그러나 우리는 눈에만 보이는 생물만을 인식한다.곰팡이이처럼 생물은 누구나 볼 수 있는 것이지만 우리 눈에 보이지 않는 것들도 있다. 바로 미생물이다. 미생물은 육안의 가시한계를 넘어선 0.1mm이하의 크기인 미세한 생물로 주로 단일세포 또는 균사로써 몸을 이루며 생물로서 최소 생활단위를 영위한다. 미생물은 보통 생물이 살지 못하는 곳에서도 살 수 있다. 세상에서 가장 높은 에베레스트 산보다 더 높은 40km 이상의 하늘에서도 미생물이 발견된다. 우리가 조금만 관심을 가지고 살펴본다면 얼마든지 이들의 흔적을 찾아볼 수 있다.사람들이 일반적으로 받아들이는 미생물의 분류는 곰팡이, 세균, 바이러스의 분류이다. 먹고 남은 음식물을 한동안 내버려둔다면 어디에서 날아왔는지는 모르지만 곰팡이가 피어나는 것을 관찰할 수 있을 것이다. 장마철에 습기가 많은 지하실 벽에 거무스레하게 피는 것이나 식빵에 푸릇푸릇하게 피어오르는 것은 모두 수도 없는 곰팡이들이 모여 있기 때문에 우리가 육안으로 관찰할 수 있는 것이다. 미생물은 아주 미세하기 때문에 단일한 하나하나의 개체로 있을 때는 육안으로 관찰하기 힘들다.사람들이 인식하는 미생물의 다른 종류로는 세균이 있다. 병의 원인이 된다 하여 병원균으로 널리 알려진 세균은 고체 상태는 물론 액체 상태의 먹이를 더 좋아한다. 그래서 세균이 우리 생활 주변에 있다 하더라도 액체로 된 먹이 속에 함께 흩어져 있으므로 좀처럼 우리 눈에 띄지 않는다. 잘 익은 김치를 예로 들자면 그 속에 엄청나게 많은 숫자의 유산균이 들어 있지만, 이들은 김치 국물에 섞여 있기 때문에 우리가 발견하색깔이 변한 것이다. 앞서 본 분류에는 속하지 못하지만 이들도 역시 미생물의 종류에 포함된다. 그 외에도 특수한 병원체로 알려진 리케치아(Rickettsia)나 마이코플라스마(Mycolasma)가 있지만, 체계적으로 구분할 때에는 세균 무리에 포함시킨다.미생물의 종류를 구분하기 위한 시도는 오래 전부터 있어왔다. 그러나 체계를 잡기 시작한 것은 몇 백 년 전의 일에 불과하다. 린네(Carilus Linnaeus)는 1753년에 그가 알고 있는 모든 식물을 『식물 종』에 기록하면서 속명과 종명을 함께 기록하는 이명법을 사용했는데 이것이 명명규약으로 채택됨으로써 명명법의 시작이 되었다. 미생물학이 발견하기 이전에는 생물을 크게 동물과 식물로 구분하였다. 점점 학문이 발전하고 미생물에 대한 지식이 늘어가면서 동물계, 식물계, 균계, 원생생물계, 원핵생물계 이렇게 다섯 개의 게로 구분하는 방법이 오늘날에는 널리 쓰이고 있다.생물의 기본 단위가 세포라는 사실은 이미 오래 전인 1830년 경에 알려졌다. 동물이거나 식물이거나 모든 생물에서는 세포가 중심이라는 이른바 '세포설(cell theory)이 알려진 것이다. 또한 세포 하나하나는 세포를 구성하는 여러 가지 소기관(小器官, organelle)으로 구성되었다는 것이 뒤이어 밝혀졌으며, 소기관들 가운데에서도 중심 역할을 하는 것이 핵(劾, nucleus)이라는 사실도 밝혀졌다. 핵은 생물의 기본을 이루는 유전정보를 담고 있기 때문에 매우 중요하다.이러한 생물학적인 지식의 발전에 힘입어 생물 종류를 구분하는 방법도 가장 중요한 핵을 중심으로 이루어졌다. 다시 말해서 세포 안에 들어있는 핵이 완전한 모습을 갖추고 있는지 그렇지 않은지에 따라 구분하려는 것이다. 완전한 핵의 모습이란 어떤 것일까? 세포는 가장 작은 생물단위이며, 독립적인 신진 대사를 할 수 있다. 다시 말해서 세포 안에서 필요하고 중요한 일을 스스로 알아서 처리할 수 있다는 것이다. 이를 위해서는 안과 밖을 구별해 주는 막(膜, membrane)이 있어야 한원생동물과 곰팡이가 세포 안에 진핵을 갖고 있다. 그런데 미생물 중 세균만은 진핵의 모습을 갖추지 못했다. 세균이 진핵의 모습을 갖추지 못했다고 유전정보 또한 없는 것은 아니다. 세균도 역시 하나의 생물이므로 유전정보를 가지고 있다. 다만 핵이 막에 둘러싸여 있지 않고 세포 안에 흐트러져 있는 상태라는 차이점이 있다. 그래서 세균이 아직 덜 변화된 핵을 갖고있다는 의미로 원핵(原核, prokaryotic)이라 부르고 세균을 원핵 생물이라고 한다.최근의 생물 분류 체계는 생물을 크게 원핵생물과 진핵생물의 두 가지로 구분한다. 그런데 원핵생물과 진핵 생물의 차이는 단순히 핵막이 있고 없는 것뿐만이 아니라 핵 안의 염색체가 나뉘고 모인다는 특별한 기능과 역할의 차이로 이어진다. 그래서 원핵생물과 진핵생물의 차이에는 생물이 생장과 증식에서 볼 수 있는 근본적인 차이가 있다고 할 수 있다. 미생물의 입장에서 세균은 원핵생물이지만 곰팡이, 원생동물, 조류 등은 모두 진핵생물로 구분된다.요즈음에는 생명물질이 유전자라는 사실이 밝혀지면서 유전자를 해석하고 염기서열을 확인함으로써 종을 나누는 시도도 이루어지고 있다. 염기서열을 파악하게 되면 유전자 각각의 구성과 기능이 어떤 것인지 살펴볼 수 있다. 특히 특별한 기능을 지닌 생물들의 염기서열을 확인하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 아주 높은 농도의 염분이나 알칼리성 물질 또는 고온에서 살 수 있는 특수한 미새물들이 존재한다는 것이 밝혀졌다. 또 어떤 종류는 메탄가스를 만들기도 하고 또한 그러한 환경 속에서 살고있기도 하다. 그래서 연구자들은 아주 옛날 지구 환경과 비슷한 조건에서 사는 미생물이라 생각하여 고세균(古細菌, archeabacteria)이라는 이름을 붙였다.이 고세균들의 염기서열을 확인해보니 원핵생물인 세균이 가지고 있는 특성만이 아니라 진핵생물이 가지고 있는 유전자 특성도 함께 가지고 있었다. 이 결과는 반인반수의 생물처럼 고세균은 반은 원핵생물이고 반은 진핵생물인 상태라고 할 수 있다. 이는 고세균이 원핵생물과스는 먹이를 먹지 않는다. 먹지 않기 때문에 스스로 에너지를 만들지도 않으며 따라서 시간이 지나도 몸집이 커지지 않는다. 우리가 알고 있는 생물과 같은 한 가지 특징은 자신을 닮은 후손을 만들 수 있다는 점이다. 먹지도 않고 자손을 만든다는 것이 특징적이다. 바이러스는 언제나 살아있는 생물 세포 안에 들어가야만 비로소 증식이 가능하다. 즉 숙주세포가 가진 증식 기능을 이용해 자손을 만들어내도록 명령을 내리는 기생 생활을 한다.바이러스는 생김새도 독특하다. 구성물질은 핵산과 단백질 분자로 되어 있다. 숙주세포 안에 들어가지 않으면 증식을 할 수 없기 때문에 생물체를 벗어나서는 단순한 생물분자에 불과하다. 바이러스를 처음 결정화한 때에는 생물의 자연발생설을 되살릴 수 있는 근거로 보았는데 이는 놀랄만한 일이 아닐 것이다. 세포 속에서 핵산과 단백질을 만들어내는 후손을 대량으로 생산하여 바깥으로 나간다. 대신 후손을 스스로 선택해서 만든다는 것이 특징이다. 생물과 무생물의 중간적 위치에 있지만 생명체의 특성을 갖추고 있으므로 생명체의 범주에 넣어주는 것이다. 이렇게 특이한 점 때문에 사람들은 바이러스를 '특수 미생물'이라고 부른다. 바이러스는 진핵생물은 물론 원핵생물의 종류에도 끼지 못하기 때문에 분류 체계에서는 빠질 수밖에 없다. 그럼에도 불구하고 바이러스를 미생물의 한 가족으로 취급하는 이유는 워낙 독특한 성질을 갖추고 있기 때문에 이를 빼놓고는 미생물을 이해하는 데 어려움이 많기 때문이다.지금까지 살펴본 것이 일종의 미생물의 '족보' 였다면 앞으로 살펴볼 것은 미생물의 가족 구성원들의 이야기이다. 우리는 미생물들이 인간에게 이로움을 주는지 해로움을 주는지에 따라 '이로운 미생물'과 '해로운 미생물'이라는 이름을 붙여 놓았다. 그러나 전체적인 미생물들로 보았을 때 이런 분류는 인간중심적인 사고가 강하게 깃들여 있는 분류이다.짚신벌레종벌레여름철에 호수나 강을 녹색으로 물들이는 조류와 현미경으로 봐야 겨우 보이는 원생동물, 장마철에 지하철에서 피어나는 곰팡이, 여러 사는 것도 하나의 특징이다.무리를 지어 사는 것은 미생물의 특성 중 하나이다. 증식하기에 좋은 환경을 만나면 미생물은 금세 늘어난다. 여름철 강이나 바다에 녹색을 띄는 조류가 바로 좋은 예이다. 조류는 식물처럼 엽록소를 갖고 있어서 녹색을 띄고 여기에서 햇빛을 받아 양분을 만들며 살아간다. 물론 조류가 살아가는 데 필요한 영양분은 스스로 만드는 것 이외에도 주변에서 충분히 받아들여야 한다는 조건이 갖추어져 있어야 한다. 사람들은 조류가 번성하는 것을 보고 조류의 먹이가 되는 오염물질이 늘어난 것이라는 사실을 거꾸로 확인할 수 있다. 그래서 조류의 번성은 환경오염의 지표가 되기도 한다. 이러한 조류도 크기가 매우 작아 하나하나를 눈으로 확인하기 어렵다. 따라서 조류도 미생물의 한 종류라고 볼 수 있다.미생물 가운데 곰팡이와 박테리아 그리고 바이러스는 사람들에게 병을 이으키는 병원균으로 잘 알려져 있다. 발가락의 무좀이나 버짐같은 곰팡이, 물이나 음식등의 장티푸스와 같은 박테리아, 그리고 감기와 에이즈의 원인인 바이러스 등 이들은 모두 병원균으로 잘 알려져 있고 따라서 우리는 이들이 나쁜 것들이라고 생각하는 경우가 많다. 그러나 경우에 따라서 미생물은 좋은 것들도 많다는 사실을 우리는 생각해 낼 수 있다. 우리가 매일 반찬으로 먹는 김치, 간장, 된장 등은 모두 미생물이 만들어주는 것이다. 빵을 부풀려주는 미생물도 있고, 요구르트와 치즈를 만들어 주는 미생물도 존재한다. 이들은 '발효 미생물'이라고 불린다.우리에게 이로움을 주는 발효 미생물 가족의 몇몇 구성원들을 심층적으로 살펴보면 다음과 같다. 우선 메주를 만드는 데 도움을 주는 황곡균이 있다. 황곡균은 곰팡이와는 달리 균사는 발달하지 않는다. 뚜렷하지는 않지만 많이 번성하면 흰 무리 모양으로 보이며, 이름대로 청국장을 만들 때 활동하는 균이다. 끈적끈적한 분해 효소를 분비하여 콩의 단백질을 아미노산으로 바꾼다. 알칼리성을 가장 좋아하여 활동 중에도 알칼리성의 분해 효소를 분비하면서 서식한다. 무어라 해도 특다.

자연과학| 2009.12.03| 7페이지| 1,000원| 조회(301)

미생물, 생물, 미생물의 가족들

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