미생물학 1장 - 미생물의 진화와 분류

바이러스는 가장 진화된 모습이다.

그러나 얘내들은 다 비세포성이다.

 

세포성으로 가면 진균 원생생물은 진핵이고, 세균 고세균은 원핵이다.

우리는 얘내 4개를 다룬다.

 

우리가 최초로 분류를 한다? 그러면 진핵이냐 원핵이냐 나눌 수 있다.

그것을 주안점을 보면 유막이냐 무막이냐 이다.

Prokaryote(원핵) or Eukaryote(진핵)

 

휘태커 분류체계 정도는 외워둬라. 5계 이다.

 휘태커 5계 분류체계 (five kingdom) 

★★★★★★★

five kindom = 5계 분류체계 

 

1. 모네라 (원핵세포)
2. 원생생물
3. 진균
4. 동물
5. 식물 

우리가 배울 원핵생물은 모네라이고 진핵은 원생생물이다.

 

 Woese의 3영역(three domain) 분류 체계 

3영역 분류체계를 보아라

이렇게 계통수 확립을 할 수 있도록 크게 3영역으로 나눴다.

 

1. 세균
2. 고세균
3. 진핵생물

어떻게 나눴냐? rRNA 서열의 비교를 통해서.

 

@ 주의할 점 : 바이러스는 3영역 분류체계에 들어가지 않는다.

 

그래서 최근에 보편적 계통 발생수가 확립이 되었다.

 

최초의 생명의 기원.

가장 오래된건 35억년 추정된다.

이때 뭔가가 살아있었다면 화석이 발견된거를 보면 지금의 남세균과 유사하다.

최초의 미생물 화석은 35억년 된 남세균이다.

 

 

이것들 중 외울건 없다.

다만 가장 원시적인 미생물 화석은 35억년이다라고 얘기할 수 있지만

최초의 생물은 그 전에 나타났다.

그 전부터 나타나면서 점점점 진핵 생물로 되었을 것이다.

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 라이보자임 (Ribozyme) 

라이보자임 ★★★★★★★

 = 가장 최초에 나타난 것

복제를 하고 합성하기 위해서 RNA를 사용했다.

 

라이보자임 (Ribozyme)은 효소의 기능을 가진 RNA를 말 하며 RNA (ribonucleic acid)와 효소 (enzyme)의 합성어이다. 

단지 기존의 단백질만이 가지고 있을 것이라고 알려진 촉매 역할을 하는 효소 활성 기능을 RNA도 가질 수 있다.

월터길버트는 RNA로부터 생물이 출발됐다라고 했다.

 

어떻게 이렇게 이루어 졌을까?

세가지로 요약한다.

 

• 에너지 방출
• 물질대사
• 촉매

살아 남기 위해서 어찌 됐든 이 세가지가 만족이 돼야 한다.

 

RNA world는 찬반양론이 대두된다.

복제도 돼야하고 번역도 돼야 하는데?

최초의 에너지가 뭐였냐? ATP가 어떻게 RNA world에서 일어나냐?

산소가 없는 상태 였을 텐데?

세포 유지 및 분열을 해야할텐데? (ppt에 안나옴)

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스트로마톨라이트는 남세균이라고 하는 것이 침적돼있는 상태이다. 그래서 화석화된 상태이다.

우리가 이걸 본 시점은 최초에 지구상에 산소를 만들어낸 생물이기 때문에

어느 시점에서 산소를 만들었는가를 알 수 있다.

최초로 산소를 만들어낸 생물이다 : 남세균

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 계통 분석 

우리가 계통 분석을 어떻게 할 것이냐?

이것은 컴퓨터 프로그램에 의존한다.

생물이 4가지가 있는데 4가지 생물에서 rRNA의 염기서열을 갖다 놓고

1번 2번 3번 4번끼리 몇개가 같고 몇개가 다른가를 보면서 진화적인 거리를 계산하는 모습

 

다른게 없으면 거의 1에 해당한다. 작을수록 진화적 거리가 작다.

저걸 보면서 진화의 연관성을 얘기할 때 도움이 된다.

도움이 되지만 가정이 많다.

진짜 그게 맞는거야? 이렇게 물어볼 때는 정확하게 맞는다는 얘기를 못한다.

 

또 한가지 중요한것은 라이보솜 RNA를 사용한 것이다.

이것은 굉장히 좋은 염기서열이라고 말할 수 있다.

굉장히 긴 세월동안 덜 변화한다.

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 내부공생설 

내부공생설 ★★★★★★★

 

식물세포에 엽록체가 있고 동물세포에 미토콘드리아가 있다.

원래부터 있는게 아니고 진핵세포 속에 없다가 어느날 외부에서 들어왔다는 얘기다.

진핵세포의 내부로 원핵세포가 들어왔다는 얘기다.

그러나 이것도 가설이다. 하지만 증거가 있다.

 

(1)

광합성세균은 엽록체가 있는데 이 세균의 유전체 서열이 비슷하다.

동물세포 안의 미토콘드리아 서열과 세균의 서열이 비슷하다.

 

(2)

미토콘드리아도 막이 두개고 엽록체도 막이 두개다.

막이 두개라는 것은 굉장히 의미가 크다.

자기 막이 있는데 들어오면서 호스트의 막을 둘러 싼게 아닌가?

 

(3)

또한 중요한 것은 자체 DNA가 있다는 것이다.

이것은 굉장히 중요한 내부공생을 뒷받침해준다.

원핵세포의 DNA는 circular인데 미토콘드리아와 엽록체의 DNA는 circular다

 

(4)

원조 가설이 될 수 있는것은 수소 가설이다.

이거 중요하다.

산소가 없을 때를 얘기할 수 있는 장점이 있다.

산소 비요구성 세균이 진핵생물이 흡입이 되었다!!

 

다양성이라는 것은 다른쪽의 박테리아 일부를 받아서 자기껄로 자꾸자꾸 섞여서 

이런 수평적 유전적 전달은 유전적 다양성을 증가시키는 메커니즘이 될 수 있다.

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 미생물학의 기원 

미생물학은 1400년 까지 기원이 올라간다.

아프면 미생물때문에 그런건지 전제 불확실하다.

한번 읽어보고 넘어가라.

 

중요한게 있다

레벤후크라는 사람에 밑줄을 그어라. ★★★★★★★

현미경을 발견한 사람이다. 존재 확증에 대한 결정적 첫 단계이다.

 

레벤후크 ㅈㄴ 대단한 사람이다. 자기 구강 세균을 본 사람이다.

 

루이 파스퇴르. 프랑스 사람이다. ★★★★★★★

이사람은 미생물의 아버지다.

백조목 플라스크 실험 (1861)

 

자연발생설에 밑줄 쳐라. spontaneous generation ★★★★★★★

고기국이 저절로 썩었다.

 

이 논란에 종지부를 찍은게 백조목 플라스크 실험이다.

 

고기국을 가열 시키고 미생물을 다 죽여버렸다.

그리고 하나는 분질르고

시간이 지나서 보니까 부러진 플라스크만 썩고 백조목 플라스크는 세균이 올라가다 막히므로 썩지 않았다.

공기중에 미생물이 있는것이다.

 

미생물이 직접적으로 닿으면 썩고 닿지 않으면 안 썩는다.

 

자연발생설 얘기가 나오고

레디라는 사람이 파리가 접촉해야 생긴다. 헝겁을 막았지만 헝겁 위에 구더기가 생겼다.

여기서 자연 발생설이 부인을 했다. 하지만 그건 니 혼자 얘기지

살아있는 생물은 무생물에서 생겨난다 가설 여전히 지지됐다.

 

니덤이라는 사람이 나타났다.

끓인 양고기 수프에는 스피릿이 있다. 여전히 자연발생 지지한 사람.

 

스팔란차니는 자연발생설 지지

읽어보면 다 그런얘기다.

 

결국 킹스퇴르가 종식 시켰다.

 

백조목

-> 공기는 통하지만 오염은 못시킨다

-> 미생물은 굽은 관에서 걸러지는 효과가 있다 (미생물은 무게가 있으니까)

-> 결국 공기중에 오염원에 있다.

 

코흐라는 사람 중요하다. 독일 사람이다. ★★★★★★★

코흐라는 사람 때문에 germ theory를 완전히 정리됐다.

 

탄저균(바실러스:막대균)에 의해서 탄저병이 일어난다는 것을 증명한 사람이다.

미생물 병인론을 완성시킨 사람이다.

탄저균을 순수배양했다.

순수배양했다? 100퍼센트 탄저균만 있다. 다른 세균은 하나도 없다.

영양분 배지를 개발해 냈다. 소형청 배지

 

파스퇴르는 주로 뭐를 했냐? 알코올 발효를 해서 포도주를 생산하는 일을 했다.

어떻게 하면 알코올 발효를 통해 세균때문에 맛없어 지지 않게 할까?

사람들이 미생물 없이 발효가 된다 했는데, 파스퇴르는 미생물 없이 설탕이 알코올이 되냐? 역으로 따진 사람

 

양대산맥 : 코흐, 파스퇴르

 

리스터라는 사람도 중요하다. ★★★★★★★

가장 중요한 페놀이라는 소독제를 발견한 사람이다.

지금 수술할 때 완전히 무균상태로 수술할 수 있게끔 해준 사람.

 

또 한 사람 중요한 사람 : 바이아링크 ★★★★★★★

최초의 바이러스를 발견한 사람.

담배모자이크 바이러스를 발견했다. 최초의 바이러스

담배모자이크 바이러스는 여과기를 통과함으로써 발견했다.

세포를 가지고있다면 사이즈가 클텐데..?

 

또 파스퇴르는 백신을 만들었다. 닭콜레라, 광견병

 

메치니코프는 식세포작용을 발견했다.

 

이중에서 시험 하나 나올 수 있다. 

 

 코흐 - 미생물병인론 

마지막으로 공부해야 할 것

코흐 가정 4가지.

기니피그가 결핵에 걸리게 만들고

다시 기니프그에서 결핵균을 빼내서 

질병원인균은 질병을 보이는 동물에서 발견돼야 한다.

질병동물에서 질병원인균은 분리되어야 한다.

순수배양된 이 균을 건강한 숙주에 접종하면 동일한 질병이 발병되어야 한다.

질병이 유발된 이 숙주에서 균을 다시 끄집어 낼 수 있어야 한다. 

 

이게 맞는거지만 할 수 없는 경우도 있다.

인간 코로나 바이러스..

 

코흐의 가정엔 예외성이 있다.

이 인체는 병원균을 가지고 있지만 질병을 나타내진 않는다.

캐리어상태.

예외성이 있다.

 

 

세포성 비세포성 이 그림 외워라. 잘보고 가라. ★★★★★★★

비세포성은 분류 체계에 들어가지 않는다.

코로나 바이러스는 Woese 분류 체계에 들어간다. -> 아니다

바이러스도 안들어가고 바이로이드도, 위성체도, 프리온도 우리가 얘기하는 5계 3영역 분류체계에는 들어가지 않는다.

분류 체계에는 세포성! 세포성! 세포성! 만이 분류체계에만 들어간다.