[세포생물학] 생물의 3가지 영역 : 세균, 고세균, 진핵생물의 특징과 분류

생물의 3가지 영역

모든 생물은 가장 크게 3가지 영역으로 분류할 수 있는데, 각각 (진정)세균, 고세균, 진핵생물입니다.

세균, 고세균은 원핵생물이며 대부분 단세포이고 진핵생물은 대부분 다세포로 이루어져 있습니다.

각각의 영역에 속하는 수많은 생물 중에서도 유의미한 특징을 가지고 있는 생물들이 있습니다.

 

세균의 남조류는 질소 고정과 광합성을 둘 다 합니다.

고세균의 호염균은 박테리오로돕신이 있어서 전자전달계 없이도 빛 에너지를 이용해 H+ pumping(ATP 생성)을 할 수 있습니다.

진핵생물의 효모는 (원생 생물을 제외하고) 대부분 다세포 생물인 진핵 생물과 달리, 단세포 진핵 생물입니다.

진핵생물의 갈조류는 대부분 단세포 생물인 원생 생물과 달리, 다세포 원생 생물입니다.

 

 

계통수를 나타낼 때는 그래프를 이용하는데, 분기점이 최근에 발생했을수록 유연관계가 좋다고 말합니다.

예를 들어, 고세균과 진핵생물은 최근에 분기했기 때문에 세균과 비교했을 때 유연관계가 좋다고 말합니다.

 

어떤 형질을 발현시키는 유전자를 다른 종으로 옮겨서 발현에 영향이 생겼다고 하면,

그 유전자가 다른 종에서도 발현이 된다는 것이므로 두 종은 서로 유연관계가 높음을 알 수 있습니다.

반대로 유연관계가 낮다면, 유전자를 옮겨도 발현되지 않습니다.

 

수평적 유전자 이동이란 생식에 의하지 않고 유전적인 형질이 이동하는 현상을 의미합니다.

서로 다른 계통 사이에서는 수평적 유전자 이동이 발생합니다. (위의 그림에서 빨간색 화살표에 해당)

 

 

진정세균, 고세균, 진핵생물의 차이점

- 진정세균만이 세포벽의 펩티도글리칸 성분을 가지고 있습니다.

- 고세균만이 막지질이 인지질 단일층으로 이루어져있습니다. (다른 영역은 인지질 이중층)

  (세포막 지질이 에테르 결합을 하고 있다는 말은 인지질 단일층을 의미합니다.)

- 고세균, 진핵생물에만 히스톤과 결합된 DNA, 유전자 인트론, 단백질 번역 개시 아미노산이 있습니다.

- 고세균 중에만 고온이나 고염 등의 극한의 환경에서 생존이 가능한 종들이 있습니다.

 

 

원핵생물의 특징과 분류

원핵생물 중에는 박테리아도 있는데, 특별히 박테리아도 원핵세포의 한 종류로 다룹니다.

박테리아는 세포 소기관도 없으며, 핵도 없고, 오직 세포벽과 원형질막에 해당하는 성분만을 가지고 있습니다.

 

원핵생물의 큰 특징 중 하나로 무기물만으로도 생존이 가능한 것들이 있습니다.

예를 들어 대기 중의 이산화탄소, 질소 기체 등을 이용해 생존이 가능한 것들이 있습니다.

(특히 질소기체로부터 질소를 고정하는 대표적인 예시로 리조비움이 있습니다.)

 

 

진핵생물의 특징과 분류

진핵생물은 모두 진핵세포로 구성되어 있으며, 원생생물계, 균계, 식물계, 동물계로 나눌 수 있고,

그 중에서 원생생물계는 대부분이 단세포로 구성된 단세포 생물이라는 특징이 있습니다.

 

 

생물의 유전체가 진화해 온 과정

초기 진화에서는 유전자의 양을 증가시키는데에 집중하였으며, 다양한 물질의 대사를 위한 새로운 유전자들이 많이 만들어졌습니다.

후기 진화에서는 유전자의 다양성을 증가시키는데에 집중하였고, 유전자의 반복 서열을 증가시키고 정교하게 사용하도록 변화되었습니다.