미생물 명명법 및 분류의 기초
미생물은 지구상의 거의 모든 환경에 존재하는 보이지 않는 생명체입니다. 이는 생태계의 순환과 인간 생활의 전반에 깊은 영향을 미칩니다. 미생물학에서는 이 미생물의 이름을 붙이고, 분류하고, 종을 구별하는 체계적인 연구가 아주 중요합니다. 18세기 린네우스가 생물의 명명법을 정립한 이후에 세균·균류·바이러스 등 다양한 미생물의 명칭과 분류 체계는 계속해서 발전해왔습니다. 명명법은 단순히 미생물에 이름을 부여하는 것을 넘어서 해당 미생물의 구조적·생리적 특징과 진화적 관계를 나타냅니다. 이번 포스팅에서는 미생물의 명명법과 분류 원리, 그리고 세균·진균·바이러스 각각의 분류 체계를 살펴보며 미생물 세계를 이해하기 위한 기초 개념을 가져보고자 합니다. 앞서 언급했듯이 미생물의 명명법은 18세기에 린네우스에 의해 창안되었습니다. 공통적인 특성을 가지는 분류단위를 세분화한 것을 '종'이라고 합니다. 이때 공통적인 특성이란 생물의 형태나 기원 등의 구별 기준을 의미합니다. 각 종의 학명은 2개의 단어로 이루어집니다. 첫 번째 단어는 속명으로 라틴어로 표기하며 대문자로 시작하고, 두 번째 단어는 종명으로 소문자로 시작합니다. 종명은 그 속에 속한 미생물들의 낱말에서 유래하는 경우가 많습니다. 이 명칭의 뜻을 이해하면 미생물의 형태, 생리, 기원 등을 짐작해 볼 수 있습니다. 논문 등의 기록에서 작성할 때 속명은 처음에 한 번은 전체로 작성하고, 그 이후에는 약어로 표기합니다. 학명을 작성할 때는 반드시 이탤릭체를 사용합니다. (예: Escherichia coli → E. coli)
미생물 분류 원리와 세균 분류
계통분류는 생물의 무리를 중복되지 않게 단계적으로 더 큰 단위로 묶어가는 방법입니다. 분류에는 인공적 분류법과 자연적 분류법이 있습니다. 먼저 인공적 분류법은 관찰하기 쉬운형태나 기능을 기준으로 한 실용적이지만, 분류 항목 간 실질적 연관성 반영이 잘되지 않습니다. 자연적 분류법은 생물의 유전적, 계통적 연관성을 기반으로 분류하는데, 이는 진화적 관계를 더 잘 설명해줍니다. 분류 단계는 계→ 문→ 강→ 목→ 과→ 속→ 종으로 구성되어 있고, 단계가 내려갈수록 생물 간 유사성이 높아집니다. 세균을 분류하는 방법은 전통적으로 그람 염색의 결과, 세포의 형태적·생리적·생화학적인 특성을 기준으로 이루어집니다. 실험실에서는 세균을 동정하기 위해 염색법, 혈청 반응검사, 생화학적 분석, 파지 분류 시행을 위해 선택되는 배지에서 식별해 내기도 합니다. 또한, 조제된 배지에서 표준화된 선별 과정을 거쳐 분리해 내는 그람 염색법, 포자 염색법, 운동성 탐색법, 당 발효실험법, 호기성 발효실험, 산화제 시험, 촉매제 시험 등이 있습니다. 이 방법들은 과와 속 단계의 동정을 할 수 있고 종을 동정하기 위해서는 추가적인 실험이 필요합니다. 미생물의 명명과 분류는 복잡해보이지만, 결국 생명체의 유연관계와 특징을 이해하기 위한 것입니다. 이 연구가 발전할수록 세균, 진균, 바이러스의 분류 체계는 더욱 세분화되고 정교해지고 있고, 이는 질병 진단, 식품 위생, 생명공학 등 다양한 분야에서 응용되고 있습니다. 정확한 분류와 명명은 미생물학의 기본이고, 이를 통해 우리는 미생물의 다양성과 그 기능을 더 깊이 이해할 수 있습니다.
진균과 바이러스의 분류 그리고 의의
접합균류: 접합포자를 형성해 유성생식을 하고, 무성생식에 의한 포자낭포자를 기균사 포자낭에 형성합니다. 접합균류의 젊은 균사에는 격벽이 없습니다. 대표적으로 거미줄곰팡이, 가지곰팡이, 활털곰팡이 등이 있습니다.
자낭균류: 유성포자인 자낭포자를 주머니 모양의 자낭 속에 형성합니다. 하나의 자낭에는 보통 8개 정도의 자낭포자를 갖게 됩니다. 보통 자낭은 자실체를 만들지만 일부 자낭균류는 균사 안에 자낭을 형성하기도 합니다.
담자균류: 다수의 균사로 불리는 관 모양의 세포로부터 몸이 구성되어 자실체를 형성합니다. 버섯류가 여기에 속합니다.
진균류 곰팡이(molds): 사상균으로도 불리며, 식품의 부패, 발효공학 등과 같은 분야에서 중요하게 여겨집니다. 곰팡이는 주로 유성포자나 무성포자를 착생하는 번식 기관의 형태와 그 포자들을 광학현미경으로 관찰하여 동정합니다. 또한, 체외 분비 효소를 감식해 동정하는 방법도 있습니다.
진균류 효모(yeast): 단세포로 된 진균류를 효모라고 하는데, 출아나 분열을 통해 번식합니다. 대부분 자낭균류에 속하고, 일부는 담자균류에 속합니다. 효모는 형태적인 특성과 생화학적인 특성으로 동정합니다. 먼저 형태적인 특성으로는 균사 생성 능력, 유성번식 방법, 자낭포자 형성 등이 있고, 생화학적인 특성은 질소원 이용, 비타민 요구성, 알코올 대사 능력 등이 있습니다. 실험실 배양 조건에서는 자낭포자를 형성하기가 어려워서 생화학적 특성 분석에만 의존하여 효모의 동정을 하는 경우가 많습니다.
바이러스: 바이러스 분류의 시작은 동물, 식물, 세균, 진균류에서 감염되는 숙주를 기준으로 합니다. 원인이 되는 질병의 유형, 단백질 껍질의 구조, 바이러스 외피의 유무, DNA나 RNA의 핵산 구조형 등으로 분류를 더 진행할 수 있습니다. 바이러스의 동정은 조직배양 또는 세포배양과 함께 전자현미경을 통해 이루어집니다. 현재는 국제바이러스분류위원회의 분류 체계에 따라 유전체 유형, 구조적 특징, 복제방식을 기준으로 분류합니다.