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원핵세포
원핵생물
원핵생물(prokaryote)이라는 명칭은 원핵생물이 세균(bacteria)이라는 말을 들을 때까지는 생소하게 느껴질 것입니다. 원핵생물은 대부분 단세포인 미세한 생물의 집합이며, 그 기원은 섕명의 가장 원시적인 형태로 거슬러 올라갑니다. 사람을 포함한 생명의 거의 모든 다른 형태는 진핵생물(eukaryote)입니다. 원핵생물에는 이미 잘 알고 있는 '병원균(germ)'이 있습니다.
원핵생물의 구분
좀더 객관적인 관점에서 보면 원핵생물은 에너지의 원천에 따라 종속영양생물(heterotroph ; 다른 것을 통해 얻음)과 독립영양생물(autotroph ; 스스로 얻음)의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 종속영양생물은 보통 다른 생물에 의해 생산된 유기 합성 영양물을 필요로 합니다. 여기에는 이미 언급된 ' 병원균' 이 포함되는데, 이는 임상적으로 질병을 일으키는 병원성 세균(pathogenic bacteria)으로 알려져 있습니다. 병원성 세균은 물론 기생생물입니다. 그러나 대부분의 종속영양성 세균은 에너지원으로 죽은 생물쳬를 이용하는 분해자(부패균)이며, 이들은 생물의 몸에서 나오는 배설물과 부패에 관련된 자극적인 냄새(아마도 악취)의 원인이 된다. 분해자는
음식물과 기타 물건에 살고 있지만 일반적으로 우리 몸 안으로는 침투하지 않습니다. 사실 분해자는 탄소와 질소 같은 필수적인 성분을 재순환시키므로 생명체에 꼭 필요한 것들입니다.
상당수의 독립영양 원핵생물은 유기분자를 형성하는 데 이산화탄소나 물과 기타 몇 가지 염 같은 단순한 무기화합물을 이용합니다. 물론 이것에는 상당한 에너지의 투입이 필요합니다. 몇몇 세균은 녹색식물처럼 그들의 분자 구성을 하는 데 에너지원으로 빛을 사용하므로 광독립영양생물(photoautotroph)이라 하며, 이 과정을 광합성(photosynthesis)이라 합니다. 다른 세균은 화학적 독립영양생물(chemoautotroph)입니다. 이런 원핵생물들은 땅이나 물 속에 살며 거기서 황이나 철 같은 성분과 관련된 화학반응을 통하여 에너지를 얻습니다.
에너지원이 무엇이든 간에 원핵생물은 구조적으로 단순합니다. 이들은 일반적으로 전형적인 진핵생물 세포의 1/10인 1~10 마이크로미터의 크기입니다. 남세균만은 예외로 보통 다른 세균보다 큽니다. 남세균에서는 그것을 둘러싼 막이 안쪽으로 정교하게 확장되어 있으며, 여기에 광합성에 필요한 빛을 흡수하는 색소가 있습니다. 이것이 진핵생물의 틸라코이드에 해당됩니다.
세포벽
이러한 막과 더불어, 실제로 모든 세균은 자신을 보호하는 세포벽(cell wall)을 가지고 있습니다(많은 진핵세포도 그렇지만 진핵세포의 벽은 원핵세포의 세포벽을 이루는 펩티도글리칸과 단백질보다는 셀룰로오스나 키틴으로 이루어져 있습니다). 어떤 세균은 껍질과 그 외 다른 것들로 구성된 하나의 점액성의 보호 협막이 벽을 둘러싸고 있습니다. 원형질막 안쪽에는 세포의 살아 있는 물질인 세포질이 있는데, 이것은 진핵세포의 세포질에서 진행되는 것과 크게 다르지 않은 화학 활동을 하는, 즉 하나의 그릇 같은 것입니다.
세균의 유전물질인 DNA는 뉴클레오이드(nucleoid)라 불리는 곳에 있고, 이 뉴클레오이드는 세포내에서 자유롭게 위치해 있습니다(세균에는 어떤 조직화된 세포핵은 없습니다). 세균의 DNA는 연속된 하나의 분자로 나타나며, 비틀리고 굽어지긴 했지만 닫힌 고리를 이루었으므로 원형이라 할 수 있는 하나의 염색체(chromosome)라고 설명할 수 있습니다. 어떤 세균은 주 염색체로부터 떨어진, 환형의 플라스미드(plasrnid)에 결합하고 있는 소량의 DNA를 갖고 있습니다. 원핵생물이 세포분열을 할 때 DNA는 복제되며 두 개의 복제물로 나누어집니다.
세포분열은 '분할'이라는 단순한 과정입니다. 분할하는 동안 어떤 종류는 DNA 복제시 그 분리를 돕는 것으로 여겨지는, 원형질막이 내부로 확장된 부분, 즉 메소좀(mesosome)을 형성합니다 가느다란 필루스(pilus)는 그 세포를 어떤 표면에 부착하는 데 사용됩니다.
마지막으로 세균은 운동을 가능케 하는 구조를 갖고 있습니다. 물이나 흙에 사는 많은 종들은 S자 형태의 구조를 가진 편모(flagellum)의 활동에 의해 움직이며 이러한 것은 원핵생물에서는 진기한 것입니다. 독특한 원핵생물의 편모는 그 축을 따라 프로펠러처럼 회전하는데, 이것은 세포에서 볼 수 있는 유일한 회전 구조물입니다.
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