고세균과 박테리아 의 주요 차이점은 아래에서 개발할 분자 구조 및 대사 측면에 기반합니다. Archaea 도메인은 박테리아와 유사한 특성 인 원핵 세포 형태 (핵막 또는 세포질 세포막 없음)를 갖는 단세포 미생물을 분류 학적으로 그룹화합니다.
그러나 고세균에는 극한 조건의 환경에서 살 수있는 매우 특별한 적응 메커니즘이 부여되기 때문에 이들을 분리하는 특성도 있습니다.
그림 1. 대장균 박테리아. 출처 : NIAID, Wikimedia Commons를 통해
박테리아 도메인에는 진균 또는 진정한 박테리아라고하는 가장 풍부한 형태의 박테리아가 포함되어 있습니다. 이들은 또한 적당한 조건을 가진 모든 환경에서 사는 단세포, 현미경, 원핵 생물입니다.
이 그룹 분류의 진화
기원전 4 세기에 생물은 동물과 식물의 두 그룹으로 만 분류되었습니다. 17 세기에 Van Leeuwenhoek은 자신이 직접 만든 현미경을 사용하여 그 전까지는 보이지 않았던 미생물을 관찰 할 수 있었고 "animáculos"라는 이름으로 원생 동물과 박테리아를 묘사했습니다.
18 세기에 "미시적 동물"은 Carlos Linneo의 체계적인 분류에 포함되었습니다. 19 세기 중반, 새로운 왕국은 박테리아를 그룹화했습니다. Haeckel은 세 왕국에 기반한 체계적인 가정을 가정했습니다. Kingdom Plantae, Kingdom Animalia 및 Kingdom Protista는 핵 (조류, 원생 동물 및 균류)을 가진 미생물과 핵이없는 유기체 (박테리아)를 그룹화했습니다.
이 날짜 이후로 여러 생물 학자들은 처음에 형태 학적 차이와 염색 차이 (그램 염색)를 기반으로 다양한 분류 체계 (Chatton in 1937, Copeland in 1956, Whittaker in 1969)와 미생물 분류 기준을 제안했습니다. 그들은 신진 대사와 생화학 적 차이에 기반을두고 있습니다.
1990 년에 Carl Woese는 핵산 (리보솜 리보 핵산, rRNA)에 분자 시퀀싱 기술을 적용하여 박테리아로 분류 된 미생물간에 매우 큰 계통 발생 차이가 있음을 발견했습니다.
이 발견은 원핵 생물이 단일 계통 (공통 조상을 가진) 그룹이 아니라는 것을 보여 주었고 Woese는 그가 명명 한 세 가지 진화 영역 인 Archaea, Bacteria 및 Eukarya (핵 세포 유기체)를 제안했습니다.
고세균과 박테리아의 차별적 특성
고세균과 박테리아 유기체는 모두 단세포, 자유 또는 응집이라는 공통된 특성을 가지고 있습니다. 그들은 정의 된 핵이나 세포 기관을 가지고 있지 않으며 평균 1 ~ 30μm의 세포 크기를 가지고 있습니다.
그들은 일부 구조의 분자 구성 및 신진 대사의 생화학과 관련하여 중요한 차이를 나타냅니다.
서식지
박테리아 종은 다양한 서식지에 서식합니다. 기수와 담수, 덥고 추운 환경, 늪지대, 해양 퇴적물 및 암석 균열을 식민지화했으며 대기 중에도 살 수 있습니다 .
그들은 곤충, 연체 동물 및 포유류의 소화관, 구강, 포유류의 호흡기 및 비뇨 생식기, 척추 동물의 혈액 내에서 다른 유기체와 함께 살 수 있습니다.
그림 2. Archaea 그룹의 유기체가 서식하는 극단적 인 서식지 인 온천, 일반적으로 밝은 색상을 제공합니다. 출처 : wikipedia를 통한 CNX OpenStax
또한 박테리아에 속하는 미생물은 기생충, 공생체 또는 물고기, 식물의 뿌리 및 줄기, 포유류의 공생체 일 수 있습니다. 그들은 이끼 곰팡이 및 원생 동물과 관련이 있습니다. 또한 식품 오염 물질 (고기, 계란, 우유, 해산물 등) 일 수도 있습니다.
Archaea 그룹의 종은 극한 조건의 환경에서 생활 할 수있는 적응 메커니즘을 가지고 있습니다. 그들은 0 ° C 이하 및 100 ° C 이상 (박테리아가 견딜 수없는 온도), 극도의 알칼리성 또는 산성 pH 및 바닷물보다 훨씬 높은 염분 농도에서 살 수 있습니다.
메탄 생성 유기체 (메탄, CH 4 를 생성 함 )도 Archaea 도메인에 속합니다.
플라즈마 막
원핵 세포의 외피는 일반적으로 세포질 막, 세포벽 및 캡슐에 의해 형성됩니다.
Bacteria 그룹의 유기체의 원형질막은 콜레스테롤이나 다른 스테로이드를 포함하지 않고 오히려 에스테르 형 결합에 의해 글리세롤에 연결된 선형 지방산을 포함합니다.
Archaea 구성원의 막은 콜레스테롤을 포함하지 않는 이중층 또는 지질 단층으로 구성 될 수 있습니다. 막 인지질은 에테르 형 결합에 의해 글리세롤에 연결된 장쇄 분 지형 탄화수소로 구성됩니다.
세포벽
박테리아 그룹의 유기체에서 세포벽은 펩티도 글리 칸 또는 뮤 레인으로 구성됩니다. 고세균 유기체는 극한 환경 조건에 적응하기 위해 유사 펩티도 글리 칸, 당 단백질 또는 단백질을 포함하는 세포벽을 가지고 있습니다.
또한 벽을 덮는 단백질과 당 단백질의 외부 층을 나타낼 수 있습니다.
리보솜 리보 핵산 (rRNA)
RRNA는 단백질 합성에 참여하는 핵산으로 세포가 기능을 수행하고 발달을 위해 필요한 단백질을 생산하여이 과정의 중간 단계를 지시합니다.
리보솜 리보 핵산의 뉴클레오티드 서열은 고세균과 박테리아 유기체에서 다릅니다. 이 사실은 그의 1990 년 연구에서 Carl Woese에 의해 발견되었으며, 이로 인해 이러한 유기체가 두 개의 다른 그룹으로 분리되었습니다.
내생 포자 생산
박테리아 그룹의 일부 구성원은 내 생포 자라고하는 생존 구조를 생성 할 수 있습니다. 환경 조건이 매우 불리 할 때, 내생 포자는 실질적으로 대사가 전혀없이 수년간 생존력을 유지할 수 있습니다.
이 포자는 열, 산, 방사선 및 다양한 화학 작용제에 매우 강합니다. Archaea 그룹에서는 내생 포자를 형성하는 종이보고되지 않았습니다 .
운동
일부 박테리아에는 이동성을 제공하는 편모가 있습니다. 스피로 케테는 축 방향 필라멘트를 가지고 있으며이를 통해 진흙 및 부식질과 같은 액체, 점성 매체에서 이동할 수 있습니다.
일부 보라색 및 녹색 박테리아, 시아 노 박테리아 및 고세균은 부유하여 이동할 수있는 기포를 가지고 있습니다. 알려진 Archaea 종에는 편모 또는 필라멘트와 같은 부속기가 없습니다.
그림 3. Metallosphaera 및 Sulfolobus 속의 Arqueas가 발달하는 스페인 우 엘바의 극한 환경, Río Tinto. 출처 : Riotinto2006, Wikimedia Commons
광합성
박테리아 영역 내에는 엽록소와 피코 빌린을 보조 색소로 가지고 있기 때문에 산소 광합성 (산소 생성)을 수행 할 수있는 시아 노 박테리아 종이 있습니다.
이 그룹에는 또한 적색 또는 자주색 황 및 적색 비황 박테리아, 녹색 황 및 녹색 비황 박테리아와 같이 햇빛을 흡수하는 박테리아 엽록소를 통해 산소를 생성하지 않는 무산소 광합성 (산소를 생성하지 않음)을 수행하는 유기체가 포함됩니다.
Archaea 도메인에서 광합성 종은보고되지 않았지만 극한 halophytes의 Halobacterium 속은 엽록소없이 햇빛을 사용하여 ATP (adenosine triphosphate)를 생성 할 수 있습니다. 그들은 망막의 자주색 색소를 가지고 있으며 막 단백질에 결합하여 박테리오로돕신이라는 복합체를 형성합니다.
박테리오로돕신 복합체는 햇빛으로부터 에너지를 흡수하고 방출되면 H + 이온 을 세포 외부로 펌핑 하고 ADP (아데노신이 인산)의 인산화를 ATP (아데노신 삼인산)로 촉진하여 미생물이 에너지를 얻습니다.
참고 문헌
- Barraclough TG 및 Nee, S. (2001). 계통 유전학 및 종 분화. 생태와 진화의 추세. 16 : 391-399.
- 두리틀, WF (1999). 계통 발생 분류 및 범용 트리. 과학. 284 : 2124-2128.
- Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. 및 Raoult, D. (2018). 고세균 및 박테리아에서 β-Lactamase의 계통 학적 분석을 통해 잠재적 인 새로운 구성원을 식별 할 수 있습니다. 게놈 생물학과 진화. 10 (4) : 1106-1114. 게놈 생물학과 진화. 10 (4) : 1106-1114. 도이 : 10.1093 / gbe / evy028
- Whittaker, RH (1969). 유기체 왕국의 새로운 개념. 과학. 163 : 150-161.
- Woese, CR, Kandler, O. 및 Wheelis, ML (1990). 유기체의 자연 시스템을 향하여 : Archaea, Bacteria 및 Eukarya 도메인에 대한 제안. 자연 과학 아카데미의 절차. 용도. 87 : 45-76.