균류의 역할과 특성
우리가 일상에서 접하는 미생물에는 세균, 균류, 바이러스 등 다양한 종류가 있습니다. 이들은 모두 크기가 매우 작아 맨눈으로는 보이지 않지만, 환경과 인간 생활 전반에 큰 영향을 미칩니다. 미생물은 토양, 물, 공기 등 거의 모든 환경에 존재하며, 인간의 피부나 장내에서도 공생하거나 병원성으로 작용하기도 합니다. 특히 균류는 빵, 맥주, 치즈와 같은 발효 식품의 생산에 유용하게 활용되기도 하고, 항생제인 페니실린처럼 인류의 의학 발전에 기여하기도 합니다. 반면에 곰팡이 독소나 식품 부패, 인체 감염의 원인이 되기도 하여 긍정적·부정적 양면성을 함께 가지고 있습니다. 세균과 달리 균류는 진핵세포로 이루어져 있다는 점에서 중요한 차이를 보입니다. 즉, 세포 안에 핵과 다양한 세포 소기관이 존재하여 구조와 기능이 훨씬 복잡합니다. 균류는 세포 수준에서는 미생물에 속하지만, 일부는 다세포 형태로 성장해 눈으로 관찰 가능한 버섯이나 곰팡이처럼 발달하기도 합니다. 이러한 균류의 특징은 원핵생물인 세균과, 다세포 생물인 식물·동물의 중간적 위치를 차지하면서도 독자적인 진화 경로를 보여줍니다. 따라서 균류를 이해하는 것은 미생물학만 아니라 식품 위생, 의학, 생명공학 전반에서 반드시 필요한 지식입니다.
균류의 기본 구조
균류는 앞서 우리가 알아봤던 세균과는 다른 확연히 다른 생물체 집단입니다. 균류는 세균과 달리 진핵세포로, 원생생물이나 동식물과 유사한 복잡한 세포 구조를 가집니다. 진핵을 가진 유기체는 진핵생물이라고 하는데, 이는 원핵생물과 구별됩니다. 균은 성장하는 구조를 근거로 효모와 같은 단일세포 균류와 사상균, 버섯 등과 같은 균사 생산균으로 나눌 수 있습니다. 효모 세포들은 보통 타원형이나 간균 모양인 것도 있습니다. 균사는 분지 된 실 모양의 구조를 하고 있는데, 보통 포자나 하나의 균사에서 뻗어 나와 만들어집니다. 균사체는 가끔 색을 띠기도 하는데, 이는 일반적으로 생성된 포자의 색에 기인하기도 하지만 흑멜라닌색소와 같이 가끔은 균사 자체가 색소를 함유하여 띄기도 합니다.
세포벽: 균류의 세포벽은 세균의 세포벽과는 아주 다릅니다. 대부분 균류는 아세틸 글루코사민의 중합체인 키틴으로 만들어진 세포벽을 가지고 있습니다. 효모의 세포벽은 약간의 단백질과 당 그리고 만노오스를 포함한 중합체로 이루어져 있습니다. 난균류의 세포벽은 셀룰로오스로 이루어져 있습니다.
세포막: 균류의 세포막은 세균의 세포막과 유사하게 단백질과 인지질의 이중층 구조로 되어있고 그 기능도 비슷합니다. 균류 세포막은 세균과 달리 스테롤을 포함하며, 이는 막의 안정성과 강도를 높여줍니다. 세균과 다른 점은 호흡효소가 세포질 막이 아닌 미토콘드리아 내막에 존재하고, 핵이 분열하는 동안 막은 유전 물질 분배에 관여하지 않습니다.
균류 세포의 내부 구조와 기능
섬모, 편모: 진핵생물에서 발견되는 섬모와 편모는 균류에서는 비교적 적게 발견됩니다. 이는 세포의 운동성과 관련이 있습니다.
세포질: 단백질, 탄수화물, 지질, 무기 염류가 함유되어 있고, 막 구조체들이 들어있는 수용성 콜로이드 용액입니다.
핵: 진핵생물에서 발견할 수 있는 가장 큰 세포 소기관입니다. 이중막은 구멍이 많이 있는데, 이 구멍을 통해서 세포질의 생화학적 과정을 조절하기 위해 단백질과 RNA가 이동이 가능합니다. 핵은 DNA와 단백질을 함유하며, 내부에는 인이 존재하여 리보솜 RNA 합성과 조립이 이루어집니다.
유전체: 핵에 존재하고 있으며 DNA와 단백질로 구성되어 있습니다.
미토콘드리아: ATP를 형성해 화학 에너지를 생산하는 세포 소기관입니다.
리보솜: 세균이 70S 리보솜이었던 것에 반해, 균류는 80S 리보솜으로 비교적 큽니다. 어떤 리보솜은 소포체에 붙어 세포 표면에 분비되는 효소의 생산에 영향을 주고, 어떤 리보솜은 세포질에서 효소의 기능을 하는 단백질이나 세포에서 발견되는 구조 단백질을 합성합니다.
저장 과립: 균류가 삼투력에 손상을 주지 않는 선 내에서 남은 영양원을 저장할 수 있도록 해줍니다. 주요 저장 과립은 지방과 글리코겐으로 에너지를 보존하는 역할을 수행합니다.
소포체, 골지막: 소포체는 균류를 포함한 모든 진핵생물의 세포질에 존재하는 막조직입니다. 이 막은 핵막으로부터 만들어지고, 조면소포체라고 불리는 80S리보솜이 붙어있는 것이 있습니다. 골지막은 세포질의 활면막인데, 리보솜이 합성한 단백질이 세포로부터 방출되는 과정에서 세포 표면으로 수송되기 위한 변형과 소낭으로의 패키징이 발생합니다.
액포: 일반적으로 균류의 세포질에 있고, 막에 둘러싸여 세포 내 수분을 보관하는 역할을 합니다.
포자: 사상 균류가 만들어낸 무성 포자는 균사보다는 열 저항성이 작습니다. 특정 종류의 효모, 곰팡이(자낭균)가 속한 균사체는 유성 포자인 자낭 포자를 만들어냅니다. 자낭 포자는 열악한 환경에 대한 저항성이 세포나 균사에 비해 강합니다. 가끔 식품 제조 과정에서 문제를 야기하고는 하는데, 저온 살균한 과일 주스에 자낭을 만드는 효모, 과일 통조림에서 자낭을 만드는 Byssochlamys fluva가 있습니다.