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미생물이야기 cyanobacteria와 Prochlorophytes
2013-08-07 14:18:46
이엠생명과학연구원

. 무세포벽, 낮은 GC 함량 세균 (mycoplasmas)

* small genome, 그람양성균과 근연관계 (진화 과정에서 세포벽 소실), parasitic

* mycoplasmas: 세포막에 sterol, 세포막에 lipoglycan 가지고 있는 종도 있음 (부착, 세포 막 안정, 그람음성균의 LPS처럼 항원으로 작용)

0.2-0.3 μm (가장 작은 free-living cell), 600-1100 kbp (Mycoplasma genitalium의 genome은 580 kbp), penicillin이나 vancomycin에 저항성, 영양요구성 높음

* Spiroplasma: no cell wall, 나선 모양, 곤충이나 식물에 서식

Spiroplasma citri (citrus stuborn disease, corn stunt disease)

 

2. 높은 GC 함량 그람양성균 (Actinobacteria 문)

* 막대균 또는 사상균, 주로 호기성, 토양이나 식물, 대부분 nonpathogenic

(1) corynebacteria: 세포분열 직후 V-shaped cells (snapping division)

(세포벽이 두층, 세포분열시 내층만이 자람)

Corynebacterium: 부생 또는 병원성 (C. diphtheriae)

Arthrobacter: 주로 토양, 막대 → 구형 → 막대 , 건조와 기아에 내성,

다양한 대사 (제초제, caffeine, nicotine, phenol 등 분해)

(2) propionic acid bacteria: Swiss cheese 제조시 이차발효균, Propionibacterium

(3 lactate → 2 propionic acid + acetic acid + CO2)

 

3. Mycobacterium (Actinobacteria 문)

* acid-fastness (mycolic acid 때문): Ziehl-Neelsen stain (basic fuchsin과 pheol로 가열 하며 염색 → acid-alcohol로 탈색 → methylene blue로 counterstain ⇒ 이 균은 red)

cf: mycolic acid가 peptidoglycan에 공유결합 ⇒ 세포표면이 소수성 밀랍모양, 알칼리나 페놀에도 저항성

M. tuberculosis (결핵균, wrinkled colony, M. leprae (한센씨병)

 

4. filamentous Actinobacteria: Streptomyces, Actinomyces

* branching filments, Gram 양성, 높은 GC 함량 (63-78%), 포자

* Streptomyces: filament 끝에서 자라거나 분지, mycelium 형성, 오래된 집락에서는 sporophores라고 부르는 aerial filament 생성 ⇒ conidia 포자 (다핵 sporophore에 cross-wall이 생겨 형성됨, ), 종에 따라 다양한 sporophore , 주로 중성이나 알칼리성 토양, 세포외효소 (starch, cellulose, hemicellulose, proteins, fats, hydrocarbons, lignin, tannin, rubber), 절대호기성, 다양한 항생제 생산

 

< cyanobacteria와 Prochlorophytes>

5. cyanobacteria (Synechococcus, Oscillatoria, Nostoc 등)

* oxygenic phototrophs, heterocyst 보유한 종도 있음 (Anabaena, 광합성 대신 질소고정 ), 그람음성균과 비슷한 세포벽, chlorophyll a, phycobilins

(phycocyanin, phycoerythrin, 광합성보조색소), gas vesicles

* heterocyst: 이웃 광합성 세포와 물질 교환, 세포벽 비후 (산소 유입 더디게 ⇒ nitrogenase 보호)

* cyanophycin: aspartic acid와 arginine의 copolymer, 질소원 (외부 질소원 고갈시), 에너 지원 (빛이 없을 때, arginine dihydrolase에 의해 arginine + ADP + Pi + H2O → ornithine + 2 NH3 + CO2 + ATP)

* 활주운동 (no flagella) ⇒ phototaxis, chemotaxis

* resting spore (akinete) 형성하는 종도 있음

* obligate phototrophs

* water bloom ⇒ 산소고갈, 냄새, neurotoxin

* 육수, 해수, 열천, 염호, 암석 표면, 사막 토양, 지의류의 광합성 요소, 양치류나 이끼류 와 공생 (질소 고정 담당)

 

6. Prochlorophytes

* oxygenic phototrophs, chlorophyll a and b, no phycobilin

cf: 식물 - chlorophyll a and b, no phycobilin

* Prochloron: 순수 배양은 안됨. 해산 무척주동물의 체강에서 공생

* Prochlorothrix: 순수배양 가능.

* Prochlorococcus: 대양의 euphotic zone (104-105 cells/ml, 주요 일차생산자), α-carotene

 

< chlamydia>  

7. chlamydia

* 절대 기생균, Chlamydia psittaci (psittacosis), C. trachomatis (trachoma, 성병)

cf: psittacosis (사람에 전염되면 페렴 유사 증세), trachoma (각막 상해, 실명)

* 그람음성형 세포벽, 생합성능이 rickettsia 보다 더 낮음.

* life cycle : elementary body (nongrowing, infectious) → reticulate body (multiplying, noninfectious)

* 공기 전염 (elementary form은 건조에 강함)

 

< Planctomycetes>

8. Planctomyces

* stalked: protein으로 구성 (no cytoplasm, no cell wall), 부착 기능,

cf: Caulobacter의 stalk은 세포질로 이루어졌음

* 세포벽: no peptidoglycan, S-layer 형

* Caulobacter처럼 budding (motile swarmer cell → 부착 → stalk 생성 → 부착 반대쪽 에서 budding → 딸세포에 flagella 생성 → 모세포에서 떨어져 나와 swrmer cell로)

* facultative aerobes, 종속영양, aquatic

* 세포내 구획화: Gemmata의 경우 nuclear envelope 관찰 가능

Brocadia anammoxidans의 경우 anammoxosome (혐기적으로 ammonia를 N2로)

 

< Verrucomicrobia 문>

9. Verrucomicrobium and Prosthecobacter

* prostheca 형성, Caulobacter와 달리 symmetrical binary fission,

* peptidoglycan, aerobic to facultatively aerobic

* Prosthecobacter: 진핵생물의 tubulin 유전자와 유사한 유전자 ⇒ 진핵생물과 공통조상, 진핵생물과 수평적 유전자 전달

 

< Flavobacteria 문>

10. Bacteroides and Flavobacterium

* Bacteroides: 절대혐기균, 당이나 단백질을 발효, 대장(1010 cells/ml), 대부분은 비병원성

sphingolipids 합성 (cf: 포유류의 뇌나 신경 조직에 많음),

* Flavobacterium: aquatic, food, aerobes, yellow-pigmented,

대부분이 비병원성이나 F. meningosepticum (유아 뇌막염)




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