미생물의 배양과 생장

소개글

미생물의 배양과 생장에 대한 보고서 자료입니다.

목차

미생물 생장의 개요

미생물의 생육

미생물 생장의 측정

미생물의 배양방법

순수배양

미생물 생장에 영향을 주는 환경요인

본문내용

산소를 이용한다. 조건부 혐기성생물은 생장하는데 산소가 필수적이지는 않지만 산소가 있으면 더 잘 자라는 생물을 말한다. 산소가 있는 경우 조건부 혐기성생물은 유기호흡을 한다. 내기성 혐기성생물은 단순히 산소를 이용하지는 않지만 있어도 성장하는데 무방한 종류이다. 반면 절대혐기성생물은 산소가 있으면 견디지 못하고 사멸한다. 혐기성생물은 호흡과정을 통해 에너지를 생성하지 못하고 에너지 생성에 발효 즉 무기호흡과정만 사용한다. 마지막으로 Campylobacter와 같은 호기성균은 정상적인 산소분압(20%)에서는 견디지 못하고 산소분압이 2~10% 범위내에서만 생장 가능하다. 이런 종류를 미호기성이라 한다.
한 종류의 미생물에서도 산소에 반응하는 형태는 다양하다. 세균과 원생동물은 산소분압에 대한 반응에 따라 구분한 다섯 형태를 모두 포함한다. 곰팡이는 대개 호기성이나 특히 효모 가운데 일부를 포함하는 여러 종은 조건부혐기성이다. 조류는 거의 모든 종이 절대호기성이다. 호기적 환경과 혐기적 환경에서 모두 자랄 수 있는 능력은 커다란 생태적 이점이다.
절대혐기성생물은 산소가 있으면 죽지만 산소가 있는 것처럼 보이는 환경에서도 살아가는 방법이 있다. 산소가 존재하는 경우 이들은 산소를 소비하는 조건부혐기성미생물과 함께 생활함으로써 주변의 산소를 제거한다.
미생물이 산소와 관련하여 다른 반응을 나타내는 이유로 몇 가지가 있다. 산소로 인해 단백질이 비활성화되거나 독성산소의 효과 때문이다. 효소는 산소와 반응을 잘하는 SH기와 같은 작용기가 산화되면 활성을 잃는다. 대표적인 예가 질소고정 효소인 질산화효소인데 이 효소는 산소에 매우 민감하다.
5. 압력
심해에서의 수압은 600~1,100기압에 달하며 수온은 2~3 이다. 이런 극한 조건에도 불구하고 세균 중에는 이에 적응하여 생존하는 것이 있다. 이들 가운데 많은 수는 내압성으로 압력이 높아지면 생장하는데 영향을 받기는 하지만 보통의 세균보다는 훨씬 덜 받는다. 단각목이나 홀로투리안(holothurian)과 같은 심해에 사는 무척추동물의 장내에 사는 세균 중에는 정말 호압성인 세균이 있다. 호압균은 고압에서 더 빨리 생장한다. 이런 장내 세균은 심해의 영양물질순환에 중요한 역할을 한다. 필리핀 근해의 마리아나 해구(깊이 약 10,500m)에서 분리된 한 호압균은 2 에서 배양할 때 400~500기압 이하에서는 자라지 못한다. 진정세균 중에서 호압균이 발견되었으며, 고세균 중에는 고온고압균도 발견되었다.
6. 방사선
방사선은 수면 위의 파도처럼 파동의 형태로 공간을 이동한다. 두 개의 파동의 마루와 마루 또는 골과 골 사이 거리를 파장이라고 한다. 전자기파의 파장이 감소하면 복사에너지는 커진다. 감마선과 X-선은 가시광선이나 적외선보다 훨씬 더 높은 에너지를 갖는다. 전자기파는 광자라고 불리는 에너지 단위의 흐름으로도 생각할 수 있다. 각각의 광자는 양자화된 에너지를 지니며 이 값은 방사선의 파장에 따라 다르다.
태양광선은 지구에 쏟아지는 방사선의 주공급원이다. 태양광선에는 가시광선, 자외선, 적외선 및 라디오파가 포함된다. 미생물에 치명적인 손상을 입히는 전자기 복사선은 여러 종류이다. 파장이 아주 짧아 에너지가 높은 전리선이 여기에 속하는데 전리선은 원자가 전자를 잃고 이온화되게 만든다. 전리선에는 인공적으로 형성되는 X-선과 방사성 동위원소가 붕괴될 때 발생하는 감마선이 있다. 낮은 수준의 전리선에 노출되면 돌연변이가 형성되어 이로 인해 미생물이 사멸하기도 한다. 높은 수준의 전리선은 직접 미생물을 사멸시킨다. 일반적으로 미생물이 몸집이 큰 생물체보다 전리선에 강하기는 하지만 많은 양에 노출되면 미생물에게도 치명적이다. 전리선을 이용해 도구를 멸균하기도 한다.
전리선에 노출되면 세포에 여러 가지 변화가 생긴다. 수소결합이 끊어지고 이중결합이 산화되며, 고리구조가 파괴되고, 어떤 분자는 중합된다. 산소가 존재하면 수산화 라디칼이 발생하여 파괴력이 더 커진다. 여러 가지 성분에 영향을 미치지만 전리선이 생물을 사멸하는 가장 큰 요인은 DNA를 파괴하기 때문인 것으로 생각된다.
자외선은 파장이 잚고(대략 10~400nm) 에너지 준위가 높아 모든 종류의 생물을 사멸시킬 수 있다. 자외선 가운데 DNA가 잘 흡수하는 260nm 파장의 자외선이 생명체에 가장 치명적이다. 자외선에 의한 대표적인 손상은 DNA에 티민 이량체가 생성되는 것이다. DNA 가닥에 나란히 존재하는 티민 염기가 공유결합하여 티민 이량체가 형성되면 DNA 복제 등의 DNA 작용을 억제한다. 이런 손상은 여러 가지 방법으로 수선될 수 있다. 광재활성화에서 광재활성 효소는 푸른 빛을 이용해 티민이량체를 원상복구한다. 티민 이량체를 포함하는 DNA 가닥이 짧게 절제된 다음 복구되는 경우도 있다. 이 과정은 빛이 없어도 일어나므로 암재활성화라고도 한다. 자외선에 의한 손상은 재조합 수선과정이나 SOS 수선과정에 의해 recA 단백질을 통해 복구된다. 그러나 자외선을 많이 쪼여 손상 정도가 너무 크면 수선이 불가능해진다.
290~300nm 이하의 자외선이 지구에 도달하는 양은 아주 적지만 325~400nm 사이의 근자외선 역시 미생물에 손상을 입힐 수 있다. 근자외선에 노출되면 트립토판이 분해되어 독성 물질을 생성한다. 이 독성 트립토판 분해산물과 근자외선이 함께 작용해 DNA 가닥을 절제하는 것으로 생각되나 아직 정확한 작용과정을 이해하지 못하고 있다.
『미생물학[제5판]』라이프사이언스 2003년 2월 20일 김경민 외 역 p.112~122
지금까지 미생물의 배양과 생장에 대해 알아보았다. 미생물은 매우 빠른 속도로 증식하므로 미생물의 생장 과정에 대해 잘 알고 적절한 방법으로 배양 시킨다면 무한대에 가까운 미생물을 활용하여 유용한 곳에 사용하기 더 쉬워 질 것이다
<참고문헌>
. 『식품미생물학』삼광출판사, 2000년 1월 10일, 류근태 외역
. 『대학미생물학[제8판]』탐구당, 2000년 2월 20일, 민경희 외역
. 『미생물학[제5판]』라이프사이언스 2003년 2월 20일 김경민 외 역
. 『현대 환경 미생물학』(주)교학사 1999년 7월 15일 최영길 외 역

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