박테리아 세포는 살아있는 유기체의 간단한 알려진 조직이다. 박테리아는 세포질 함량에서 막을 통해 분리 된 핵이나 세포 기관이없는 단세포 유기체입니다 (모든 박테리아는 원핵 생물 도메인 내에서 분류됩니다).
과학적 연구에 따르면 박테리아 세포에는 세포 기관이 없지만 매우 통제되고 정확한 조직, 규제 및 내부 역학이 있습니다. 그들은 그들이 사는 환경의 적대적이고 변화하는 조건에서 살아남는 데 필요한 모든 메커니즘을 가지고 있습니다.
박테리아 및 그 부분의 일반 다이어그램 (출처 :이 벡터 이미지는 Wikimedia Commons를 통해 Ali Zifan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)에서 완전히 제작되었습니다)
이러한 적응성은 과학자들에게 분자 생물학의 기본 원리를 연구하기위한 중요한 도구이자 이상적인 생물학적 모델임을 의미했습니다. DNA 복제, 전사 및 번역에 대한 기본 지식은 진핵 세포보다 먼저 박테리아 세포에서 이해되었습니다.
모든 박테리아 세포는 현미경으로 관찰 할 수 없습니다. 즉, 현미경을 사용하지 않고는 육안으로 관찰 할 수 없습니다. 이는 작은 공간에서 영양 자원이 거의없이 유지 및 연구 할 수 있기 때문에 이러한 미생물 연구에 큰 이점이됩니다. 수백만 개의 살아있는 세포에.
현재 박테리아 세포는 가장 중요한 생명 공학 도구 중 하나입니다. 과학자들은 박테리아의 여분의 염색체 DNA를 조작하여 인간이 관심을 갖는 거의 모든 단백질을 합성 적으로 생산합니다.
박테리아 세포의 일반적인 특성
형태 학적으로 박테리아 세포는 매우 가변적 일 수 있지만 그렇더라도 모두 공통된 특성을 공유합니다. 예를 들면 :
-모든 박테리아 세포는 세포벽을 둘러싸고 있으며 탄수화물과 "펩티도 글리 칸"이라고하는 펩티드의 조합으로 구성됩니다.
-박테리아 세포는 단세포 유기체입니다. 즉, 각 세포는 성장하고, 먹고, 번식하고, 죽을 수있는 완전한 유기체입니다.
-박테리아의 유전 물질은 핵형 영역으로 알려진 영역의 세포 세포질에 잠긴 큰 엉킴으로 "흩어져"또는 팽창됩니다.
-많은 박테리아는 신체의 가장 바깥 쪽 영역에있는 "편모 류"라고하는 이동을위한 특수 구조를 가지고 있습니다.
-세균 세포가 집락을 형성하거나 다른 유기체와 공생 관계를 유지하는 것이 일반적이며 많은 세균이 인간에게 병원성입니다.
-대부분의 박테리아는 길이가 미크론 단위를 초과하지 않기 때문에 동물 세포 (진핵 생물)의 크기보다 거의 10 ~ 15 배 작습니다.
-생물권의 모든 기존 환경에서 발견됩니다. 사실상 모든 환경 조건에 적응 된 미생물이 있기 때문입니다.
박테리아 세포의 구조 (부분)
많은 과학자들은 연구를 용이하게하기 위해 박테리아 세포를 세 개의 해부학 적 영역으로 세분화합니다. 관찰되는 모든 유형의 박테리아 세포에 공통적으로 나타나는이 세 영역은 다음과 같습니다.
- 세포 외 구조 (편모, 모발, 섬모 등)로 구성된 외부 영역
- 세포벽과 세포질 막으로 구성된 세포 커버리지 영역
- 세포질과 그 안에 부유하는 모든 구조에 의해 형성된 내부 영역 .
각 지역에서 연구되는 박테리아의 종류에 따라 박테리아 세포의 "전형적"과 다른 일부 구조 및 부분이 관찰됩니다. 그러나 모든 박테리아 세포에서 가장 흔한 것은 그들이 발견되는 각 지역에 따라 설명되고 분류됩니다.
세포 외 영역
- 캡슐 : 이것은 박테리아 세포벽 전체를 피복하는 고분자 표면이다. 그것은 점액과 글리코 칼 릭스로 구성되어 있으며, 차례로 지질과 단백질에 결합 된 풍부한 탄수화물 분자로 구성됩니다. 캡슐은 세포의 중요한 보호 기능을 수행합니다.
- 필름 : 박테리아 세포가 침지 된 표면, 액체 또는 점성 매트릭스입니다. 그들은 캡슐의 다당류와 구성이 유사한 다당류로 형성되며 일반적으로 세포의 보호 및 치환 기능을 수행합니다.
- Fimbriae : 그들은 발견 박테리아의 세포벽에 부착되어 매우 다양한 사상 부속의 일종이다. 이들은 박테리아 세포의 이동성과 모든 표면에 대한 부착에 기여합니다. 그들은 pilin이라고 불리는 소수성 단백질로 구성됩니다.
E. coli 박테리아의 섬유소. 약 200 개가 있습니다. 출처 : (이미지 : Manu Forero) / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5)
- 성적 필리 ( Sexual pili) : 일부 핌 브리아 (몇 개)가 변형되어 일종의 "파이프"를 형성하며, 이는 일종의 "성 생식"인 결합 (다른 박테리아 간의 유전 물질 전달)을 위해 박테리아에 의해 사용됩니다. 원어.
- 편모 : 섬유질이 섬유질보다 길며 단백질로 구성되어 있습니다. 그들은 "꼬리"모양을 가지고 있습니다. 그들은 세포의 이동을위한 구동 기능을 수행하고 세포막에 고정됩니다. 하나에서 수백 개의 편모가 동일한 박테리아 세포에서 발견 될 수 있습니다.
편모가있는 Vibrio vulnificus 박테리아. CDC / Janice Haney Carr / 퍼블릭 도메인
세균 편모의 다이어그램 (출처 : LadyofHats / Public domain, via Wikimedia Commons)
적용 지역
세포 덮개는 일반적으로 세포질 막과 "세포벽"이라고하는 펩티도 글리 칸 층으로 구성됩니다. 외피는 지질, 탄수화물 및 단백질의 복합체로 구성됩니다. 펩티도 글리 칸 외피의 화학적 조성은 두 종류의 박테리아를 구별하기위한 분류로 사용됩니다.
그람 양성균과 그람 음성균. 그람 양성 박테리아는 외막을 덮지 않고 두꺼운 펩티도 글리 칸 층을 가지고있는 반면, 그람 음성 박테리아는 외막이 겹쳐진 얇은 층의 펩티도 글리 칸만을 가지고 있습니다.
- 세포질 막 : 진핵 세포의 세포막과 유사한 구조를 가지고 있습니다. 그것은 관련 단백질 (통합 또는 말초)과 함께 인지질 이중층입니다. 그러나 내생 적으로 합성 된 스테롤을 가지고 있지 않다는 점에서 진핵 세포의 막과 다릅니다.
박테리아 세포의 세포질 막은 세포 융합, 전자 수송, 단백질 분비, 영양 수송 및 지질 생합성 등이 일어나는 곳이기 때문에 가장 중요한 구조 중 하나입니다.
내부 영역
- 게놈 : 진핵 세포와 달리 세균 세포의 게놈은 막핵에 포함되어 있지 않습니다. 대신, 그것은 다소 원형으로 압축되고 일부 단백질 및 RNA와 결합하는 DNA의 엉킴으로 존재합니다. 이 게놈은 진핵 게놈보다 훨씬 작습니다. 크기가 약 3 ~ 5MB이고 단일 원형 토폴로지 염색체를 형성합니다.
- 플라스미드 또는 염색체 외 DNA 분자 : 세포 게놈 DNA와 독립적으로 복제 할 수있는 작은 원형 DNA 분자입니다. 일반적으로 플라스미드 DNA 분자는 항생제 및 / 또는 독소에 대한 내성에 필요한 정보가 이들에 암호화되어 있기 때문에 접합 과정에서 교환됩니다.
박테리아 DNA 및 플라스미드. 원본 파일 : 사용자 : Spaully. 번역 : 피보나치. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
- 리보솜 : 리보솜은 단백질을 암호화하는 유전자의 서열에서 전사 된 RNA의 번역에 참여합니다. 각 박테리아 세포에는 약 1500 개의 활성 리보솜이 있습니다. 박테리아 세포의 리보솜 하위 단위는 70, 30 및 50이며 진핵 세포에는 60 및 40 하위 단위가 있습니다.
항생제가 박테리아의 리보솜을 공격하여 단백질 번역을 차단하고 세포 용해 또는 사망을 유발하는 것이 일반적입니다.
- 내생 포자 : 박테리아는 휴면 상태에있는 내부 포자를 가지고 있으며 극한 환경 조건에서 생존을 위해 사용됩니다. 내생 포자는 표면의 다른 수용체가 조건이 다시 유리하다는 것을 감지하면 휴면 상태에서 나옵니다. 이것은 완전히 기능하는 새로운 박테리아 세포를 만듭니다.
박테리아 세포 내부의 녹색 내생 포자. CNX OpenStax / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)
- 과립 또는 봉입체 : 탄수화물, 인산염 화합물 및 기타 분자에 대한 일종의 예비 역할을합니다. 그들의 구성은 박테리아의 종에 따라 다르며 광학 현미경을 사용하여 세포질에서 쉽게 볼 수 있습니다.
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