세포의 내적구조

세포의 내부구조

진핵 생물에 비해 박테리아 세포의 세포 내 구조는 매우 간단합니다. 박테리아는 진핵 생물과 같은 의미에서 세포 소기관을 갖지 않으며, 쉽게 관찰 할 수있는 구조는 염색체 와 리보솜 뿐입니다. 그러나 특수한 박테리아에서는 후술하는 보다 복잡한 세포내 구조를 갖는 것도 있다.

DNA와 플라스미드 
진핵 생물과는 달리, 박테리아의 DNA 는 막으로 둘러싸인 세포핵 내에 없으며 세포질 내에 존재한다. 이것은 전사  DNA 복제에 의한 세포 정보의 ​​이동이 모두 같은 장소에서 일어나 리보솜 등의 다른 세포질 구조와 상호작용하고 있는 것을 의미한다. 박테리아의 DNA는 진핵생물처럼 히스톤에 의해 접혀 염색질을 형성하지 않으며, 정확한 성질을 알 수없는 매우 컴팩트 한 DNA 초 나선 구조를 취합니다. 선형 DNA가 있는 Borrelia burgdorferi 와 같은 일부 예외를 제외하고 대부분의 박테리아는 환형 DNA를 가지고 있습니다. 또한 대부분의 박테리아는 염색체 DNA 이외에 플라스미드 라고 불리는 작은 독립적 인 DNA 조각을 가지고 있으며, 이들은 종종 박테리아에 유리하지만 필수적인 것은 아닙니다. 플라스미드의 획득과 상실은 쉽게 일어나고, 유전자의 수평 전파에 의해 박테리아 간에 전달된다.

 

리보솜 및 기타 다단백질 복합체 
리보솜은 생체 내에서 단백질 합성을 수행하며, 대부분의 박테리아에서 가장 많은 수의 세포 내 구조이다. 진핵생물에서는 세포질 내에 더 큰 80S 리보솜을 갖는 반면, 모든 원핵생물은 70S 리보솜을 갖는다. 70S 리보솜은 50S와 30S 서브 유닛으로 구성된다. 50S 서브 유닛은 23S 및 5S rRNA를 포함하고, 30S 서브 유닛은 16S rRNA를 포함한다. 이 rRNA 분자는 진핵생물과 크기가 다르며 다수의 리보솜 단백질과 복합체를 형성합니다. 그 수와 종류는 유기체에 따라 상당히 다릅니다. 리보솜은 가장 일반적으로 발견되는 박테리아 내의 다단백질 복합체이지만, 현미경 하에서 다른 대형 단백질 복합체도 볼 수 있다.

세포내막 
박테리아에 전형적이지는 않지만 특정 미생물은 세포막 외에도 세포 내에 막을 가지고 있습니다. 초기에는 박테리아가 메소솜이라고 불리는 접힌 막 구조를 가진 것으로 여겨졌지만, 나중에 세포를 전자 현미경의 시험체로 만드는 데 사용되는 화합물에 의한 인위구조임이 나타났다. 4] . 세포 내막을 갖는 박테리아의 예는 광영양 생물 , 아질산균 , 메탄 산화균 등을 포함한다. 그다지 연구되지 않은 플랑크트 미케스 문의 박테리아 에도 세포 내막이 보이지만, 이들은 진핵생물이 가진 세포 소기관의 막에 가깝고 기능은 알려지지 않았다 [5] . 색소포는 광영양 생물에서 발견되는 세포 내막이다. 박테리오 클로로필 염료와 카로티노이드를 포함하며 주로 광합성에 사용됩니다.

세포골격 
원핵생물의 세포골격 은 원핵생물이 가지는 모든 구조 섬유의 한때는 원핵생물의 세포는 세포골격을 갖지 않는 것으로 생각되었지만, 최근 이러한 세포에도 섬유가 포함되는 것이 분명히 되었다 [6] . 사실, 진핵생물의 모든 주요 세포 골격 단백질의 동족체가 원핵생물에서 발견되었다. 세포 골격은 다양한 원핵생물로 세포 분열 , 보호, 형태 결정, 극성 결정 등에 필수적인 역할을 한다 [7] .

영양소 저장 구조 
대부분의 박테리아는 항상 많은 양의 영양소가 있는 환경이 아니면 살 수 없습니다. 이러한 일시적인 영양소를 축적하기 위해 박테리아는 영양소를 저장하는 다양한 방법을 가지고 있습니다. 예를 들어, 많은 박테리아는 폴리 하이드록시 뷰티르산 또는 글리코겐 의 형태로 탄소를 저장한다. 질산염 등의 가용성 영양소를 액포에 저장하는 세균도 있다. 황은 종종 세포 내외에 침전되는 원자 (S0 ) 과립으로 저장됩니다. 황 과립은 특히 황화수소를 전자 원으로 사용하는 세균에 많다. 위의 대부분의 예는 현미경으로 볼 수 있으며 세포질에서 분리하기 위해 얇은 비단일 막으로 둘러싸여 있습니다.

세포질 내 봉입체 
세포질 내 봉입체는 대사 활성을 갖지 않고 막과 연결되어 있지 않은 비생물 부분으로 여겨진다. 가장 흔한 캡슐은 글리코겐, 지질 방울, 결정, 염료입니다. 볼틴 과립 은 무기 화합물의 폴리 인산염 의 복합체를 포함한다. 이들 과립은 이염 효과를 나타내므로, 메타크로마틱 과립이라고 불린다. 청색 염료의 메틸렌 블루 나 톨루이딘 블루 로 염색하면, 적색 또는 청색이 된다.

가스포 
가스포는 막에 결합된 스핀들형의 소포 로 플랑크톤 성의 세균의 일부나 남조류에서 볼 수 있고, 전체의 세포 밀도를 낮추는 것으로 부력을 준다. 포지티브 부력은 광합성을 계속하기 위해 세포를 물 표면에 위치시키는 데 필요합니다. 이들은 내부 표면이 소수성 인 단백질 껍질로 만들어지며 물은 투과 할 수 없지만 많은 기체를 투과 할 수 있습니다. 가스포는 중공의 원통이기 때문에, 주위의 압력이 커지면 붕괴된다. 가스포의 직경과 그것이 붕괴하는 압력 사이에는 간단한 관계가 있습니다. 가스포가 더 두꺼워지면 더 약해진다. 그러나 더 두꺼운 가스포는 더 효율적이며 단백질 단위당 부력이 커집니다. 다른 종류의 박테리아는 다른 크기의 가스포를 만들고 수중의 다른 깊이에 식민지를 만들 수 있습니다 (빨리 성장하고 경쟁이 큰 종은 굵은 가스포를 가지고 최상층에 옵니다. , 성장이 느리고 어두운 곳에 적응한 종은 호리호리한 가스포가 있고 깊은 층에 위치한다).

세포는 가스포를 합성하여 수중의 깊이에 도달한다. 세포가 부상하면, 광합성량의 증가에 의해 탄수화물 의 탑재량을 증가시킬 수 있다. 위치가 너무 높으면 세포는 광 퇴색 작용을 받아 죽음에 이르기도 하지만, 광합성량의 증가에 의한 탄수화물의 증가로 밀도가 증가하여 가라앉는 방향으로 이동한다. 낮에는 광합성에 의해 낮 동안 탄수화물이 증가하고 야간에는 탄수화물이 이화 되어 수중에서 세포가 존재하는 높이가 변화한다. 즉, 탄수화물 농도가 낮아져 광합성이 필요하면 수면을 향해 부상하고, 세포 중의 탄수화물이 충분히 보충되면 침몰하여, 유해한 자외선으로부터 벗어난다. 탄수화물이 극도로 축적되면 세포 내부의 압력이 크게 변화하여 가스포가 붕괴되고 세포가 수중 깊게 가라앉습니다.

세균 미세 구획 
박테리아 미세 구획은 다양한 효소 주위를 지질막이 아닌 다면체형 단백질의 껍질로 둘러싸인 널리 분포된 막-결합 세포 소기관이다. 이러한 "다면체 소기관"은 세균의 대사를 국재화, 구분하는 기능을 가지지만, 이러한 기능은 진핵생물에서는 막 결합 세포 소기관이 가지는 것이다.

카르복시좀 
카르복시좀은 남조류와 같은 많은 독립 영양 생물이 가진 미세한 구획이다 [8] . 이것은 탄소 고정에 필요한 효소, 특히 RuBisCO 및 탄산 탈수 효소를 포함하는 단백질 구조이며 형태적으로 파지 머리 와 유사합니다. 이 부위에는 효소가 고농도로 국재하고 있기 때문에, 탄산 탈수소효소에 의한 탄산수소염에서 이산화탄소로의 빠른 변환에 의해, 세포질 내보다 고속으로 효율적인 탄소 고정이 행해지고 있다고 생각된다 [9] . 이와 유사한 구조에서 보효소 B12를 저장하는 것이 알려져 있습니다. 이것은 글리세롤 데하이드로게나제를 포함하며, 살모넬라 와 같은 장내 세균과 에서 글리세롤 의 1,3-프로판다이올로의 발효에 필요하다.

마그네토솜 
마그네토솜은 주자성 박테리아에서 볼 수 있으며, 이들 유기체가 자성을 느끼고 자기장을 따라 정렬할 수 있다.