Prokaryotic diversity(원핵세포의 다양성)

Prokaryotes cluster에는 두 가지 종류가 있는데 하나는 Archaea 이고 다른 하나는 Bacteria 이다. 세포의 morphologies(모양)과 physiologies(생리적)의 엄청난 다양함이 여기에서 나타난다. Bacteria와 Archaea의 차이점은 ribosomal RNA를 이용해서 밝혀낼 수 있지만, 아직 많은 종류의 미생물들이 어느 쪽에 속하는지 확실하게 정해져 있지 않다.

※Bacteria

  Bacteria를 체계적으루 분류하기 위하여 morphologies(모양)과 physiologies(생리적) 연구 뿐만 아니라 유전학 및 생화학적분석을 근거로 다양한 시도가 이루어지고 있다.  그러나 이들의 진화적 연관성을 분명히 하는 데는 아직도 많은 자료를 필요로 한다. 그 중 몇 가지만 설명을 하겠다.

  모두다 알고 있듯이 질병의 원인이 되는(pathogenic) prokaryotes는 Bacteria이고, 수천종의 nonpathogenic species도 존재한다. 무엇보다도, morphologies와 physilologies의 다양함이 domain에서 나타난다.

  ✴Proteobacteria : Bacteria domain 중 가장 큰 부분을 차지한다(=phylum). Proteobacteria는 Chemoorganotrophic bacteria에서 가장 많이 찾아볼 수 있다(Escherichia coli, E.coli). 일반적으로 Phototrophic과 chemolithotrophic species는 Proteobacteria이다. 많은 chemolithotrophs는 그들의 대사 물질로 H2S를 사용하고, S2를 생산해 내서 세포 밖으로 내보낸다.

  Protenobacteria에는 Pseudomonas라는, 독성 물질을 가지고 질병을 일으키는 종류와, Azotobacter라는, 질소 고정 박테리아가 존재한다. 또, 많은 종류의 주요 pathogens이 proteobacteria에 속하며 여기에는 Salmonella, Richettsia, Neisseria 등 많은 종류가 속한다.

  ✴Gram staning으로 구별

    ▸Gram-positive lineage(내생포자 형성, 간균, 구균)

      이 부류에 속하는 박테리아는 공통적으로 내생포자(endosphores)를 형성한다. Peptidoglycan이라는 세포벽층이 얇아서 Gran staining시 crystal violet으로 염색하고 알코올로 탈색했을 때 색이 빠져나가며, 구별하기 위해 safranin으로 다시 염색을 하면 핑크색으로 나타나서 관찰이 가능하다.

      Bacillus 와 Clostridium 그리고 항생물질을 생성하는 Strprepomyces 등이 여기에 속한다.  또한, Streptococcus와 Lactobacillus를 포함하는 lactic acid bacteria도 여기에 포함이 된다.

      대표적 : Cyanobacteria

                산소를 생성해내는 Phototrophs이고, 지구상에서 첫 번 째로 나타난 oxygenic phototrophs이다. cyanobacteria가 나타나면서 지구상에 없던 산소가 형성이 되고, 이것을 이용할 수 있는 생명체들이 탄생했으며, 진화를 거쳐서 고등 생물인 식물과 동물들도 나타나기 시작했다.

                이들은 광합성을 하는 것들이기 때문에 엽록소를 가지고 있고, 전자공여체로 물을 사용하며, 탄소원은 공기중의 CO2를 사용하는 autotrophs이다. 이들은 지구상에서 드물게 질소고정 능력과 광합성 능력을 모두 갖는 생물체이므로 비생물적 환경에서 최초로 나타나는 육제 생물체로서 주목받고 있다.

              Green sulfur bacteria, Green nonsulfur bacteria(cholroflexus group에 속함) choloroflexus : hot gprings와 shallow marine bays 등에 저항성을 가지는 filamentous prokaryotes이다. 또한, photosynthesis의 환경에 중요한 역할을 한다.

✴Archaea

  극단적인 환경을 좋아하는 생물이라는 뜻이다(=extramophiles). 예외적인 경우는 메탄생성균이다. Archaea가 Bacteria에서 분리된 이유는 rRNA 염기 서열이나 RNA polymerase 구조 및 지질 구조에서 차이가 많았기 때문으로 생각된다.  또. 세포벽이나 세포막 등의 생화학적 구성 면에서도 일반 박테리아와는 크게 다르며, 박테리아보다 Euckarya에 더 가깝다. 그러나 박테리아에 비해서 많이 알려지지는 않았다. Archaea는 두 개의 subdibision으로 나누어 볼 수 있다. 

✴Euryarchaeota

✴Crenarchaeota