균류는 엽록소가 있나요?
균계
균계 세포는 세포벽이 식물과 달리 키틴으로 구성되어 있으며, 엽록소 등과 같은 동화색소가 없는 점이 특징이다. 따라서 고등식물처럼 광합성을 하여 스스로 양분을 만들지 못하므로 다른 생물체나 유기물에 붙어서 기생 또는 부생을 한다.
지구의 역사
지구 위 모든 생물의 에너지는 광합성에 직간접적으로 의존한다. 가장 흔한 형태인 산소 광합성은 이산화탄소, 물, 햇빛으로 에너지원 (포도당)을 만드는 과정이다. 홍색 황세균, 녹색 황세균 등은 전자 공여자를 물이 아닌 황화수소, 황, 철 등을 사용하는 무산소 광합성을 한다. 그러한 생물체는 온천이나 열수공 등 극한의 환경에서 발견된다.
단당류
단당류의 예로는 포도당, 과당, 갈락토스 등이 있다. 단당류는 이당류(예: 설탕 및 젖당)과 다당류(예: 셀룰로스 및 녹말)의 구성 요소이다. 단당류에서 하이드록시기를 갖고 있는 각각의 탄소 원자(알데하이드 및 케톤의 탄소, 맨 마지막 탄소를 제외한 모든 탄소)는 키랄성(비대칭성)이며, 다수의 이성질체를 형성하고, 동일한 화학식을 갖는다. 예를 들어, 갈락토스와 포도당은 둘 다 알도헥소스이지만 물리적 구조와 화학적 특성이 다르다.
균류의 목 목록
다음은 균류의 목 목록이다. 모두 141개 목을 포함하고 있다.
이오박테리아
하도박테리아(Hadobacteria)과 녹만균류(Chlorobacteria)를 포함하고 있다.
세균
세균류는 복잡한 유기물을 간단한 유기물로 분해시키는 과정을 통하여 에너지를 얻는다. 한편, 프로피온산균·젖산균·부티르산균, 그 밖의 누룩곰팡이 등은 그 에너지를 이용하여 탄소 동화를 하는 것도 있다. 또한, 홍색세균·홍색황세균·녹색황세균 등의 세균류는 녹색 식물보다 원시적인 광화학적 기구에 의해서 광합성을 하며, 아질산균·질산균·철세균 등은 무기물을 산화시킬 때 나오는 화학 에너지를 이용하여 탄소 동화를 한다.
물질대사
식물, 남세균, 녹색유황세균류와 몇몇 원생생물은 태양광에서 에너지를 얻는다. 이 과정은 종종 광합성의 일부로서 이산화 탄소를 유기 화합물로 전환하는 과정을 동반한다. 자색 세균과 녹색유황세균류가 태양광을 에너지원으로 쓸 수 있듯이 원핵생물은 에너지 포착과 탄소 고정을 각각 따로 시행할 수 있으며, 동시에 대사 방향을 탄소 고정이나 유기 화합물의 발효로 전환할 수 있다.[52][53]
탄수화물
단당류는 물질대사를 위한 주요 에너지원(포도당이 가장 중요함)으로 사용되며, 생합성 과정에서도 사용된다. 세포에서 단당류를 즉각적으로 필요로 하지 않을 때, 단당류들은 종종 공간적으로 보다 효율적인 형태인 다당류로 전환된다. 사람을 포함한 많은 동물에서 저장 다당류의 형태는 글리코젠으로 특히 간과 근육에 저장된다. 식물에서 저장되는 다당류의 형태는 녹말이다. 가장 풍부하게 존재하는 탄수화물인 셀룰로스는 식물과 조류의 세포벽을 구성하는 성분이다. 리보스는 RNA를 구성하는 성분이며, 디옥시리보스는 DNA를 구성하는 성분이다. 릭소스는 사람의 심장에서 발견되는 릭소플라빈(lyxoflavin)의 성분이다. 리불로스와 자일룰로스는 오탄당 인산 경로에서 발견된다. 젖당의 구성 성분인 갈락토스는 식물 세포막의 갈락토지질과 많은 조직의 당단백질에서 발견된다. 만노스는 사람의 물질대사에서 특히 특정 단백질의 글리코실화에서 발견된다. 과당은 많은 식물과 사람에서 발견되며, 사람의 소화 과정 중 장으로 직접 흡수되어 간에서 대사되고, 정액에서도 발견된다. 곤충의 주요 당인 트레할로스는 계속적인 비행을 지원하기 위해 2분자의 포도당으로 빠르게 가수분해된다.
베타프로테오박테리아
베타프로테오박테리아는 여러 호기성 또는 통성혐기성세균 군으로 이루어져 있으며, 활성 정도의 범위가 매우 높지만, 화학무기영양균(예를 들어, 암모니아-산화균속 "Nitrosomonas")과 일부 빛의존균("Rhodocyclus" 및 "Rubrivivax")도 포함하고 있다.
이질균
이질균(痢疾菌, shigella)은 그람염색 음성의 막대모양 세균의 속(genus)으로 운동성이 없고 포자를 형성하지 않는다. 대장균과 살모넬라균과 밀접한 연관이 있다. 사람에게 이질을 일으키는 원인균으로, 다른 영장류에도 일으키지만 다른 포유류에는 일으키지 않는다. 발견자는 시가 기요시이다.Serogroup A~C까지 생리적으로 유사하며 "S. sonnei" (group "D")는 생화학적 대사 조립에서 분화할 수 있다. 세 그룹의 이질균이 이질의 주된 원인균이 된다. "S. flexneri"은 가장 자주 검출되는 이질균으로 개발도상국에서 발병하는 이질의 60% 정도를 차지한다. "S. sonnei"는 선진국에서 발병하는 이질의 77%에서 검출되지만 개발도상국에서 발병하는 이질에서는 15% 정도를 차지한다. "S. dysenteriae"는 난민촌 등지에서 발생하는 이질의 원인균으로 종종 검출된다.
부유균문
구조적으로 이 분류군 속의 세균은 달걀 모양이며, 끝단에 줄기(stalk)라 불리는 일종의 흡착 기관을 가지고 있으며, 그 끝부분에서 눈[芽]이 생겨 나오는 동안에 서로 붙어 있다.
엽록소
엽록소a는 광합성을 하는 모든 식물에 들어 있다. 한편 엽록소b는 육상식물과 녹조류이나 유글레나 등에 들어 있으며, 조류 중에는 엽록소c나 엽록소d를 가진 것이 있다. 이 밖에 광합성을 하는 홍색세균은 세균 엽록소(박테리오클로로필)를 가지고 있다. 고등 식물의 엽록소는 엽록소a와 엽록소b가 약 3：1의 비로 들어 있다. 이 중 빛에너지를 직접 화학 반응계에 전달하는 것은 엽록소a이며, 다른 색소가 흡수한 빛에너지도 일단 엽록소a에 전달되었다가 다시 화학 반응계에 이동되는 것으로 생각된다.
고세균
고세균과 세균은 공통적으로 진핵세포에서 볼 수 있는 핵막이나 막성소기관이 없고 긴 원형의 염색체 DNA를 갖고 있으며 간혹 작은 플라스미드를 갖고 있는 경우도 있다. 또한 특정 대사와 연관된 고세균과 세균의 유전자는 공히 오페론을 이루거나 군집을 이루고 있는 경우가 많으며 고세균과 세균 모두 제2형 제한 효소 (인식부위와 절단부위가 모두 특이성이 있는 제한효소) 시스템을 가진다.
진화
수평적 유전자 이동은 박테리아와 같은 종에서 일어나는 유전자 이동으로 한 개체에서 다른 개체로 유전 물질이 직접 이동되는 것이다. 박테리아에서 일어나는 이러한 방식의 유전형질 전달로 인해 전혀 다른 종의 박테리아에게 항생제 내성이 전달될 수 있다. 또한 박테리아는 도메인이 다른 경우에 조차 DNA를 전달할 수 있다. 진화의 과정에서 진핵생물과 원핵생물은 큰 규모의 수평적 유전자 이동이 있었다. 대표적인 것으로는 진핵생물의 세포 소기관이 된 엽록체와 미토콘드리아가 있다.
미포자충류
미포자충류(微胞子蟲類)는 다양한 동물의 세포 내에 기생하는 단세포 진핵생물의 한 무리로, 지금까지 약 1,200종 이상이 알려져 있다. 곤충, 갑각류, 어류, 사람을 포함한 포유류 등을 감염시키는 병원체가 많이 포함되어 있다. 이전에는 점액포자충(현재는 다세포동물 기원으로 보고 있다)과 함께 원생동물문의 포자충강 또는 극낭포자충강으로 분류했지만, 현재는 지극히 특수한 균류로 생각하고 있으며, 독립적인 분류군으로 분류하고 있다.
엽록체
엽록체의 형태는 분류군에 따라 다양한데 일반적으로는 조류에서 다양성이 높다. 해초류에서 가장 유명한 것은 해캄(Spirogyra)으로 원통형의 세포내에 나선 모양으로 엽록체가 들어가 있다. 별모양, 판모양 등 여러 형태의 것이 알려져 있다. 종자 식물의 경우, 엽록체의 형태는 단순한 원반상이다. 크기는 직경 약 5μm정도, 현미경으로 보면 세포의 바깥쪽에 줄지어 보이는데 세포의 중앙부를 액포가 차지하고 있기 때문이다. 원형질 유동에 의해 이동하는 것을 볼 수 있다.
세포
진핵세포는 원핵세포의 공생에서 진화한 것으로 생각된다. 특히 미토콘드리아나 엽록체와 같은 스스로의 DNA를 가지고 있는 세포소기관은 각각 세균이나 남조류가 과거 공생한 흔적이 아닐까 생각된다. 반면 이들을 포함하는 세포는 과거 고세균으로부터 유래한 것이라는 생각이다. 이러한 이론을 내부공생설이라고 한다.
광합성
조류(藻類)는 현미경으로나 볼 수 있는 스케네데무스와 같은 단세포에서부터 켈프(kelp)와 같은 다세포생물에 이르기까지 다양한 종류가 있다. 이들은 육상고등식물의 것보다 단순하거나 비슷한 방식으로 광합성을 한다. 다른 식물과 마찬가지로 엽록체라는 세포소기관을 가지고 있어서 이 엽록체에서 빛을 흡수하여 광합성을 하고 산소를 내어놓는다. 엽록체에는 주요 색소인 엽록소도 있지만 여러 빛깔을 띠게 하는 보조색소(노란색이나 갈색을 흡수함)도 있다.
헬리코박터 파일로리
헬리코박터 파일로리("Helicobacter pylori")는 사람 및 동물 등의 위장에 사는 나사 모양의 세균이다. 간단히 헬리코박터균 또는 파일로리균이라고 부르기도 한다. Helicobacter pylori에서 helico는 나선형, bacter는 세균(bacteria), pylori는 유문(幽門)이라는 뜻으로, 위의 유문부에 사는 나선형 세균을 가리킨다. 국제 암 연구소가 규정한 1등급 발암 물질이다.
호상균류
호상균류(壺狀菌類)는 또는 통곰팡이류는 호상균문(Chytridiomycota)에 속하는 진균류의 총칭이다. 균계의 문(門) 분류의 하나이다. 라틴어 명칭은 그리스어 "키트리디온"("chytridion")에서 유래했으며, "작은 병"을 의미한다. 대다수 호상균류는 수생균류(주로 담수에서 발견된다.)이다. 5개 목에 걸쳐 127개속 1000여 종이 있다. 통곰팡이와 리조피디움균을 포함하고 있다.
황록조류
황록조류(黃綠藻類, Yellow green algae)는 황록조강(Xanthophyceae) 에 속하는 조류(藻類)의 총칭이다. 주로 담수에 산다. 갈조류와 근연 관계에 있다.
고초균
고초균(枯草菌, "Bacillus subtilis")은 대표적인 그람 양성 세균이다. 그람 음성 세균인 대장균("Escherichia coli")와 함께 생물학 실험에서 많이 쓰인다. "Bacillus" 속의 유명 종으로는 탄저균("Bacillus anthracis")이 있다. 길쭉하게 막대기처럼 생겨서(rod-shaped) 간균의 일종이다. 흙, 공기, 물 등에 살며 일반적으로는 비병원성이다.
균계
균계(菌界, Fungi)는 진핵생물의 분류 중 하나로, 효모와 곰팡이, 버섯 등이 포함된다. 균계는 동물, 식물, 세균 등과 구별되는 독립된 계이다. 이 계에 속하는 생물들을 진균(眞菌), 팡이(Eumycota/Eumycetes)라고도 한다. 비슷하게 생긴 점균이나 난균과는 다른 분류이다.
녹색유황세균류
녹색유황세균류는 녹색유황세균문(綠色硫黃細菌門, Chlorobi) 또는 녹균문(綠菌門)에 속하는 세균의 총칭이다. 편성혐기성균으로 광독립영양 세균이다.
미생물자원센터
한국에서 미생물 기탁이 가능한 기관은 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC), 한국미생물보존센터(KCCM), 국립농업과학원 농업유전자원센터(KACC), 서울대학교 의과대학 암연구소내 한국세포주 연구재단(KCLRF)의 4곳이다. 1981년부터 운영된 특허청의 특허미생물기탁제도를 통해 지금까지 9천여 점의 특허 미생물이 4곳에 기탁되었다.
전세계 모든 미생물을 액체질소에 냉동보관하고 있는 미국의 CDC는 100년 역사를 자랑하지만, 한국의 KCTC는 1985년 부터 29년의 짧은 역사를 갖고 있다. 미국의 CDC가 BL4 실험실이 있는데 비해, KCTC는 그러한 첨단 실험실이 없다. 따라서, WHO 위험 등급 4등급까지 보관하는 미국 CDC와는 달리, 독일생물자원센터(DSMZ) 처럼 1등급과 2등급만을 보관한다. WHO 위험 등급은 독일생물자원센터 참조. 즉, 미국 CDC엔 에볼라균을 액체질소에 냉동보관하여 연구, 실험하지만, 한국은 에볼라균을 냉동보관 연구할 시설도 예산도 인력도 없다.
볼리도모나스속
볼리도모나스속 세포는 2개의 편모, 껍질띠 라멜라를 가진 엽록체를 가지고 있으며, 안점은 존재하지 않는다. 볼리도조류 엽록체에 존재하는 광합성 색소는 엽록소 a, c, c, c, 갈조소, 디아토크산틴, 디아디노크산틴이다. 종 "Bolidomonas mediterranea"를 포함하고 있다.
광합성
제2광계에서 산화된 엽록소a 분자를 환원시키기 위해서는 외부에서의 전자공급이 필요하다. 식물과 시아노박테리아(남조균)에서 전자 공급원은 물이다.
스트로마톨라이트
2010 년에 다섯 번째 형태의 엽록소, 즉 엽록소 f 가 생물학자 민 첸 에 의해서 샤크 만의 스트로마톨라이트로부터 발견되었다.
부등편모조류
부등편모조류(不等鞭毛藻類, heterokonts)는 진핵생물의 주요 계통군의 하나로, 이들의 대부분을 차지하는 규조류를 포함하여, 현재 100,000여 종 이상이 알려져 있다. 대부분은 거대한 다세포인 다시마부터 단세포인 규조류에 이르는 조류로서, 플랑크톤의 주요 구성원을 이룬다. 기타 유명한 스트라메노필라는 (일반적으로 측계통군) 난균류가 포함되며, 난균류에는 악명높은 감자의 피토프토라("Phytophthora")와 씨앗을 말라죽게 하고 썩게 만드는 피티움("Pythium")이 포함되어 있다.
엽록소
엽록소(葉綠素) 또는 클로로필(), 잎파랑이는 식물에 함유된 녹색 색소이며, 광합성의 핵심 분자로 빛에너지를 흡수하는 안테나 역할을 하는 색소이다. 엽록소에는 엽록소a, 엽록소b, 엽록소c, 엽록소d, 엽록소e와 박테리오클로로필 a와 b등으로 여러가지 종류가 있다. 클로린링 가운데에 마그네슘 이온이 들어있는 형태이며, 약 200여개의 엽록소가 모여 하나의 반응 중심 엽록소로 에너지를 전달한다.
색소체
엽록체에는 여러 가지 색소가 들어 있는데, 가장 중요한 것은 클로로필(엽록소)이다. 클로로필이라는 용어는 1818년 페르티에가 녹색 색소에 붙인 것이 처음이며, 오늘날과 같은 클로로필의 화학적 성질을 알게 된 것은 윌스테터 등에 의해서이다. 현재는 우드워드 등의 연구에 의해 클로로필을 인공적으로 합성하는 것도 가능해졌다. 클로로필에는 a·b·c·d 외에 광합성 세균에 들어 있는 박테리오 클로로필 a, b 및 클로로븀클로로필 650, 660 등이 발견되고 있다. 이들 클로로필은 모두 같은 기본 구조(폴피린)를 갖지만, 말단부가 약간 다르다. 엽록체에 함유되어 있는 색소에는 그 밖에 키산토필·카로틴 따위의 카로티노이드 색소와 피코시아닌(남조소)·피코에리트린(홍조소)·푸코키산틴(녹조소) 등이 있다. 보조 색소가 받아들인 빛에너지는 최종적으로는 클로로필 a에 전달된다. 홍조나 녹조에는 다량의 피코에리트린이나 푸코키산틴이 함유되어 있기 때문에 붉은색이나 녹색으로 보이는데, 반드시 클로로필 a를 함유하며, 광합성을 한다. 1950년대 후반부터 엽록체 연구에 전자 현미경이 사용되어 엽록체의 내부 구조가 자세히 해명되었다. 성능이 좋은 광학 현미경으로 엽록체를 관찰하면 암록색을 띤 지름 0.2 ~ 0.3μ의 입자를 많이 볼 수 있는데, 이 입자를 그러나라고 부른다.
균학
효모의 연구가 발효 산업의 요청으로 시작된 것처럼 이와 직접 연계된 분야는 큰 발전을 이루었다. 균류에 관해서는 발효에 관련된 것, 페니실린 시작 항생제 등의 이차 생산물의 이용 등이 실용적인 측면에서 중요하고 현재도 다양한 균류 만드는 물질을 찾는 것은 전 세계 제약 회사 등에서 이루어지고 있다. 한편, 식물에 병원성을 가지는 균이 많이 있는 것부터, 식물 병리학에서도 중요한 부분을 차지한다. 또한 큰 영향이 있는 독성을 가진 균류도 있다.
식물의 진화
근래에는 균류가 동물도 식물도 아닌 제3의 생물군이며, 제3의 기원을 가진다는 생각이 지지를 받고 있다. 한편, 균류를 식물이라고 여기는 것은 지구상에 최초로 출현한 생물은 식물이며 나중에야 식물의 생성물을 이용하는 종속 영양 생물이 나타나게 되었다는 학설에 근거를 두고 있다. 그러나 위의 사실은 생각에 불과할 뿐, 실제로는 생명의 기원이 종속 영양 생물이었다는 의견이 더 지배적이다. 따라서 종속 영양 생물인 균류를 식물과는 다른 기원을 가진 제3의 생물군으로 인정하고 있다.
유산구균속
유산구균속("Lactococcus")은 인간 유산균의 집합으로, 연쇄상구균과에 속하는 그람 양성 균속의 하나이다. 좁은 의미에서의 유산구균이다. 구균으로 포자를 형성하지 않고 운동성이 없다. 요구르트 와 치즈 등의 유산균 발효식품에 많이 포함되어 있다. 특히 기준 종인 "Lactococcus lactis"가 중요하다. pH 및 염도의 변화에 강하고 자연계에 널리 존재한다.
아래와 같은 12종이 알려져 있다.
뿌리혹박테리아
뿌리혹박테리아(leguminous bacteria) 또는 근립균(根粒菌)는 리조비움속("Rhizobium")에 속하는 그람 음성균 토양 세균이다. 근류균이라고도 한다. 콩과 공생(혹은 기생)하며 공기중의 질소를 고정하는 세균이며 뿌리에 작은 혹으로 존재하는 세균을 뿌리혹박테리아 다른 이름으로는 균류균이라고도 한다.
세포자살
전자의 경우 중 하나가 미토콘드리아의 사이토크롬 c에 의한 아폽토시스인데, 사이토크롬 c는 산화적 인산화에 관여하는 효소로써 미토콘드리아 내막에 존재한다. 이것이 유발하는 아폽토시스는 대개 바이러스에 의한 경우가 많다. 일례로 헬리코박터균의 독소 vacA는 미토콘드리아 막의 투과성을 높이고, 이는 사이토크롬 c의 세포질로의 유출을 야기한다. 그러면 세포질에 있던 CAD(DNA 분해효소)가 활성화되어 해당 세포의 DNA를 분해하고, 아폽토시스를 유발하게 된다.
Bcl family는 미토콘드리아 막의 투과성을 낮춰 사이토크롬 c의 유출을 막음으로써 아폽토시스를 막는 단백질군이다.
알케인
또한, 알케인은 진핵생물의 세 가지 부류인 균계, 식물, 동물에서 각각 생물학적인 역할을 수행한다. "Candida tropicale", "Pichia" sp., "Rhodotorula" sp.와 같은 일부 특화된 효모들은 알케인을 이용하여 탄소나 에너지를 얻는다. 균류의 일종인 "Amorphotheca resinae"는 항공 연료에 들어가는 사슬형 알케인을 선호하는 경향이 있으며, 열대 지역에서 발사되는 항공기 및 우주선에 심각한 문제를 일으키기도 한다.
스태필로코커스 자일로서스
스태필로코커스 자일로서스(Staphylococcus xylosus)는 포도상구균 속에 속한 박테리아의 일종이다. 세포무리를 형성하는 그람양성균이다. 대부분의 포도상구균종처럼 응고효소에 음성이고 인간과 동물의 피부나 환경에 공생하는 형태로 존재한다.
그것은 일반적으로 인간보다 동물에게 훨씬 더 나타난다. S.xylosus균은 매우 종종 인간의 전염병이 원인으로 확인되지만 일부 경우에는 그것이 잘못 확인되었을 수도 있다.
엽산
크고 핵이 있으며, 미성숙한 적혈구(적혈구에는 핵이 없다). 보통 상태의 적혈구에서 분열된 세포가 그 작용을 미처 다 하지 못한다. 엽산은 DNA 합성에 영향을 미친다. 엽산이 결핍되면 골수에서 DNA 생성이 안 되므로 전구세포(precursor cell)가 분열, 성숙하지 못한다. 그럼에도 세포는 크기가 커지는데 RNA가 남아 단백질을 생성하기 때문이다. 세포는 커지며, 성숙하지 않고, 핵이 남아 있는 megaloblast가 된다. 이 세포는 산소 결합능력이 떨어지고, 약해지고 피로해진다. 장관 흡수 능력이 떨어지고, 만성 설사를 한다. 백혈구의 합성에 혼란이 온다. 무엽산 식사를 6~12주 정도 지속해야 적혈구에 변화가 온다. 다른 증상으로는 혀와 입의 염증, 피부의 비정상적인 색소, 설사, 성장지연, 우울증, 신경증상 이상 등이 나타나난다.
색소체
엽록체는 세포내에서 핵분열과는 무관하게 분열하여 증식한다. 이것은 핵 DNA와는 다른 성질의 DNA를 함유하며, 매우 높은 자율성을 가진 세포 기관이라고 생각되었다. 또한 세포질 내의 단백 합성계와는 다른 특유한 합성계를 갖고 있다는 것도 밝혀졌다. 그러나 연구가 진보됨에 따라 엽록체의 자율성은 완전한 것이 아니라 핵 유전자의 지배를 받는 부분이 많다는 것도 밝혀졌다. 예를 들어 클로로필 합성에 관여하는 효소나 탄산 고정 회로(암반응) 속에 관계하는 각종 효소 등을 합성하는 유전 정보는 핵 유전자에 있다고 한다.
헬리코박터 파일로리
당시 학계에서는 어떤 세균도 위산을 오래 견뎌내지 못할 것이라고 여기어, 이 가설을 쉽게 받아들이지 않았다. 마셜 박사는 결국 스스로 균을 배양한 시험관을 통째로 마셔서 곧 위궤양을 만들어내고, 그 위궤양이 항생제로 치유됨(이는 코흐의 공리 4개 중 3개를 만족시킨다)을 보여주는 등의 자기 스스로를 바쳐 위험한 임상 실험을 했다. 마셜 박사의 헌신적인 실험으로 학계는 점차 그 가설을 받아들이기 시작하여 1994년 미국의 국립 보건원은 위궤양이 대부분 헬리코박터 파일로리에 의한 것이며 항생제를 처방할 것을 권하는 내용의 의견서를 출판했다. 2005년 로빈 워런과 배리 마셜은 이 발견으로 노벨 생리학·의학상을 수상했다.
균근
균근은 외생균근(Ectrophic Mycorrhizae)와 내생균근(Versicular-arbuscular Mycorrhizae)이라는 두 가지 주요 그룹이 있다.
외생균근(Ectrophic Mycorrhizal Fungi)은 일반적으로 뿌리를 둘러싼 균사체가 두꺼운 껍질을 형성하고, 균사체의 일부가 피층세포 사이로 침투되는 현상을 보인다. 식물체의 피층세포는 하르티히 망(Hartig Net)이라는 균사의 망에의해 둘러싸여 있을 뿐 균사에의해 침투되지 않는다. 식물의 근계의 능력은 외부 균사가 존재할 때 크게 개선된다. 외생균근은 나자식물, 목본성 피자식물만을 감염시킨다. 외생균근은 매우 광범위하여 균사의 질량이 뿌리 전체 질량과 비슷한 경우도 생긴다.
내생균근(Versiculararbuscular Mycorrhizae)은 균사가 표피나 뿌리털을 통해 뿌리에 들어온 다음에 세포사이로 확장될 뿐만 아니라 피층의 각 세포로 침투한다. 세포 안으로 침투한 균사는 균낭(vesicle)이라는 난형의 구조와 균지(arbuscule)이라는 분지 구조를 형성한다. 내생균근은 외생균근과 달리 질량이 뿌리 전체 질량의 10%를 초과하지 않는 게 보통이며 초본성 피자식물과 관련되어 있다.
엽록체
내막과 외막사이의 공간을 채우고 있는 액체를 기질(스트로마)이라고 하며 광합성세균의 세포질과 같이 원형DNA와 리보솜을 가지고 있어 자체적으로 단백질을 만들 수 있다. 그러나 광합성 세균과는 다르게 세포 내에서 보호를 받고 있는 엽록체는 필요한 단백질을 자체에서 모두 만들어 내지 못하고 필요한 단백질 중 일부를 핵의 DNA를 해독하여 만들어진 단백질에 의존한다. 이 때문에 엽록체는 조상인 시아노박테리아보다 게놈(genome)이 단순하다. 따라서 엽록체만 배양을 할 수 있는 것은 거의 없다고 할 수 있겠다. 하지만 드물게 엽록체가 세포로부터 분리되어 배양가능한 예도 있는데, 낭설목(囊舌目, Sacoglossa)[1]의 한 종류는 보통은 치설로 갉은 해조(海藻)를 모두 소화해 버리지만, 해조의 엽록체를 자신의 세포에 포획하기도 하여 동물임에도 불구하고 광합성을 할 수 있다고 알려져 있다.
발효
발효는 분자에서 에너지를 추출하는 방법으로 모든 세균과 진핵생물에서 유일하게 공통적인 대사 방식이다. 따라서 발효는 산소가 없는 환경에 적합한 대사 과정으로 가장 오래된 대사 경로로 간주된다.[4]:389 균류의 일종인 효모는 과일 껍질, 곤충과 포유류의 소화관, 심해에 이르기까지 미생물이 살아갈 수 있는 거의 모든 환경에서 발견되며, 당이 풍부한 물질을 에탄올과 이산화 탄소로 전환시키면서 에너지를 얻는다.[5][6]
프세우도모나스
프세우도모나스 또는 슈도모나스("Pseudomonas")는 감마프로테오박테리아의 한 종류이다. 녹농균(pseudomonas aeruginosa) 등을 포함하고 있다. 편모가 없는 것도 있지만, 편모가 있는 경우에는 몸의 한쪽 끝이나 양끝에 나 있다. 이것을 극생 편모라고 하는데, 콜레라균이나 녹농균 등에서 이러한 예를 볼 수 있다. 스피릴룸에는 양 끝에 1개 또는 몇 개의 편모가 있다. 한편, 콜레라균과 같은 기생균이나 아세트산균과 같은 부생균 외에, 화학 합성이나 광합성에 의해서 독립 영양 생활을 하는 종류도 이 무리에 속한다.
탄수화물
생물은 일반적으로 에너지를 생산하기 위해 모든 종류의 탄수화물을 대사할 수는 없다. 포도당은 거의 보편적이며 접근가능한 에너지원이다. 많은 생물들은 다른 단당류들과 이당류들을 대사할 수 있지만, 포도당을 가장 먼저 대사에 이용한다. 예를 들어, 대장균("Escherichia coli")에서는 젖당 오페론이 존재할 때 젖당 분해 효소를 발현시키지만, 젖당과 포도당 둘 다 존재하면 젖당 오페론이 억제되어 포도당이 먼저 사용된다. 또한 다당류는 일반적인 에너지원이다. 많은 생물들은 녹말을 포도당으로 쉽게 분해할 수 있다. 그러나 대부분의 생물들은 셀룰로스 또는 키틴, 아라비노자일란과 같은 다른 다당류들을 대사할 수 없다. 이러한 탄수화물들은 일부 세균과 원생생물에 의해 대사될 수 있다. 예를 들어 반추동물과 흰개미는 셀룰로스를 분해하는데에 미생물을 이용한다. 이러한 복합 탄수화물은 잘 소화되지 않더라도 식이 섬유라고 불리며, 사람에서 중요한 식이 요소이다. 식이 섬유는 소화 기능을 향상시키는 등의 이점이 있다.
스핑고박테리아
스핑고박테리아는 스핑고박테리아문에 속하는 세균의 총칭이다. 카발리어-스미스에 의해 제안되었으며, 녹균류(Chlorobea)와 플라보박테리아(Flavobacteria)를 포함하고 있다. 이전에는 녹색유황세균문(Chlorobi), 의간균문(Bacteroidetes), 섬유균문(Fibrobacteres) 등으로 이루어진 세균 문(門)으로 정의했다.
동물
동물(動物) 또는 뭍사리는 동물계(動物界, Animalia)로 분류되는 생물의 총칭이다. 엽록소를 갖지 않고 세포벽을 갖지 않으며 몸 속에 여러 기관이 있는 생물 중 다세포인 것을 말한다. 일반적으로 운동 능력과 감각을 가지고 있으며, 동시에 진핵생물이기도 하다. 일반적으로 ‘동물’이라고 하는 말은 특히 일상어의 수준에서는 사람을 포함하지 않는 ‘짐승’의 의미로 많이 사용한다. 그러나 이것은 어디까지나 ‘동물’이라고 하는 단어의 좁은 의미의 뜻일 뿐이며, 사람도 생물학적으로 동물이다.
색소체
현재 남아 있는 엽록체에 관한 최초의 기록은 폰 몰(1837년)에 의한 것이다. 그러나 1800년대 후반까지 광합성의 기본적인 사실이 거의 발견되지 않았기 때문에 엽록체는 분명 이들 발견보다 훨씬 앞서 관찰되었음이 틀림없다. 고등 식물의 엽록체는 지름 5μm 정도의 볼록 렌즈 모양의 소체로, 보통 하나의 세포내에 수십 개가 들어 있다. 광합성 세균과 남조류에는 독립된 엽록체가 없으나, 진핵 식물에 속하는 조류의 엽록체에는 나선형·별모양·그물눈 모양 등 여러 형태가 있으며, 이들은 각각의 조류 특징이 되고 있다.
유글레나
몸 안에 엽록체를 가지고 광합성을 하는 점에서는 식물이라고 할 수 있으나, 몸을 싸는 세포벽이 없고 편모로 유영하며, 또 안점(眼點)으로 빛을 감각하는 점에서는 원생동물의 편모충류로 취급하기도 한다. 즉, 식물과 동물의 중간에 위치한다고 볼 수 있는데 엽록소를 가지고 광합성을 하는 것은 식물적 특성이며, 입이나 수축포를 가지고 자유롭게 움직이는 것은 동물적 특성에 속한다. 또한 편모와 수축포 외에 안점·엽록체·핵 등의 세포기관과 저장물질인 파라밀론을 가지고 있다.
균학
균이 진화적으로는 식물보다 동물에 더 가까웠으나 이는 수 십 세기 전까지 인지하지 못했었기 때문에 역사적으로 균학은 식물학의 한 갈래였다. 균이 분명히 동물이 아니었으므로 린네는 균을 식물계 안으로 넣었다. 그러나 19세기 에른스트 헤켈은 균을 식물계로 분류하는 것에 의문을 제기하였고 마침내 로버트 휘태커는 1969년에 균계를 만들 것을 제안하였다.
균계
사생균-죽은 물질을 분해하여 영양을 섭취하므로 토양,퇴비,낙엽,고목에서 자란다. 기생균-기생대상 생물로부터 영양을 섭취하거나 또는 동물과 곤충에서도 기생하여 피해를 준다.(자작나무버섯,동충하초,무좀균) 공생균-기생대상식물과 이익을 주고받으며 생활한다. 공생균류의 대표적인 예는 송이다. 균류는 인과 질소등을 소나무에게 공급하고 나무는 당분을 균류에 공급하여 커다란 도움이 된다.
하이드록시아파타이트
하이드록시아파타이트(Hydroxyapatite, 약칭 HA) 또는 하이드록실아파타이트(Hydroxylapatite)는 Ca(PO)(OH)식을 가지는 자연에서 발생한 광물(mineral)이지만 결정 단위셀(crystal unit cell)이 두 개체(entities)로 이루어져 있다는 걸 표시하기 위해 대개 Ca(PO)(OH)로 쓴다. 하이드록시아파타이트는 복합적 아파타이트군의 내성분이다. OH ion는 플루오르화물, 염소화물 또는 탄산염으로 치환되어 플루오라파타이트 또는 클로라파타이드를 만들어낼 수 있다. 육방결정계(hexagonal crystal system)로 결정화한다. 순수한 하이드록시아파타이트 파우더는 흰색이다. 그러나 자연에서 발생한 아파타이트는 치아불소증(dental fluorosis)과 비교될 만큼 갈색, 노란색, 또는 초록색을 띠고 있을 수 있다.
산수균류
산수균류(産水菌類, Aquificae)는 세균 문의 하나로 그람 음성균이며, 호열성의 진정 세균이다. 온천이나 해저 화산 근처에 살며, 수소를 산화시켜 증식하는 특징이 있다. 16S rRNA 계통 해석에 의하면, 진정 세균 중에서 가장 초기에 분기한 것으로 나타난다.
방선균
방선균(放線菌) 또는 방선균류(放線菌類)는 방선균문(Actinobacteria)에 속하는 세균의 총칭이다. 몸은 실 모양이고 가지를 내기도 하며, 다른 세균류와 달리 외생 포자를 만들기 때문에 곰팡이와 비슷하나, 세포가 원핵성이고 그람 염색에 양성으로 반응한다.
광합성
광합성생물은 유기물 합성에 필요한 탄소를 어디에서 얻느냐에 따라 광자가영양생물(photoautotroph)과 화학자가영양생물(chemoautotroph)으로 분류되기도 한다. 광자가영양생물은 반응중심 엽록소, 전자 전달계 등의 유사한 점이 많다. 집광색소가 조금씩 다를 뿐 β-카로틴과 엽록소 a가 공통적으로 존재한다. 산소 비발생형 광합성은 광계(photosystem)가 하나 밖에 없으며 가장 오래된 광합성 형태로 여겨진다. 녹색황세균의 광계는 광계1과 유사하고 홍색황세균의 광계는 광계2와 유사하다.
식물
이러한 휘태커의 재분류는 균계와 식물계의 영양분이 본질적으로 다르다는 것에 기반을 둔다. 광합성을 통하여 탄소를 얻음으로써 스스로 영양분을 얻는 다세포 광영양생물인 식물과는 달리 균은 일반적으로 주변 물질을 분해하거나 흡수하여 탄소를 얻는 종속영양생물(영양소를 다른 생물이 만든 유기물에 의존하는 생물)이거나 다세포 부생 생물이다.
람노스
람노스는 자연계에서 일반적으로 다른 당에 결합되어 있다. 람노스는 많은 식물에서 배당체(글리코사이드)의 일반적인 글리콘(glycone) 구성 성분이다. 또한 람노스는 결핵균을 포함하는 Mycobacterium 속인 항산균(acid-fast bacteria)의 외부 세포막의 구성 성분이다.이당류:
잎
잎의 표면은 미끈한 큐티클층으로 균일하게 덮여있다. 큐티클층은 과다한 수분의 증발을 막는 동시에 잎의 조직을 보호 해준다. 빛은 투명한 표피 층을 통과하여 대부분의 광합성이 일어나는 책상 조직에 도달한다. 기공은 증산작용과 가스 교환이 이루어진다. 엽록소는 이산화탄소와 물을 이용해서 포도당과 산소를 만들어 낸다. 잎에는 표피, 책상 조직, 해면 조직, 엽록소, 공변 세포, 기공이 있다.
남세균
남세균(藍細菌) 또는 남조세균(藍藻細菌) 또는 시아노박테리아(Cyanobacteria)는 광합성을 통해 산소를 만드는 세균이다. 이전에는 남조류(藍藻類, Blue-green algae)라고 부르고 진핵생물로 분류하였으나 현재는 원핵생물로 분류하고 있다.
유산균속
젖산균(Lactic acid bacteria) 또는 유산균(乳酸菌)은 물질대사에 의해 탄수화물을 젖산으로 분해시키는 후벽균류 세균의 총칭이다. 요거트, 유산균음료, 김치 등의 식품을 발효시킨다. 일부 젖산균은 창자 등의 소화기관(장내세균)이나 질 안에 있어, 다른 병원미생물로부터 몸을 지키고, 항상성 유지를 돕는다고 여겨진다. 충치의 원인균이 되기도 한다. 여러 종류의 유산균에 대해서는 아래를 참고하기 바란다.
고세균
극호염성 세균들은 그람음성이며 이분법에 의해 증식하고 휴면단계나 포자를 형성하지 않는다. 대부분의 호염성균은 운동성이 없으나 몇 종류에서는 편모를 가지고 서서히 움직이거나 가스 소포(gas vesicles)로 떠다닐 수 있다. Halobacterium과 Halococcus의 유전체 조성은 전체 세포 DNA의 25~30% 이상을 포함하는 큰 플라스미드들이 존재하고 이들 플라스미드들의 GC염기 비율(57~60% GC)이 염색체 DNA의 것(66~68%)과 매우 다르다는 점에서 특이하다. 극호염성 세균에서 유래하는 플라스미드는 자연계에서 알려진 가장 큰 플라스미드 중의 하나이다.
헤마글루티닌
많은 콩과식물에 천연적으로 존재하는 독성 물질. 인플루엔자 바이러스에는 A, B, C형이 있는데, A, B형 인플루엔자 바이러스 표면에 돋아나 있는 항원성 돌기 중의 하나다. 포유동물의 세포에 부착하는 데 관여한다. 특히 A형 인플루엔자 바이러스에서는 이것의 항원형에 따라 H1, H2, H3의 3가지의 아형으로 분류된다.
적혈구를 응집시킴. phytoagglutinius 또는 lectius 라고도 하고, 콩에도 들어 있으며, 가열하면 분해되어 독성을 잃음.
결핵
결핵의 주요 원인은 결핵균으로, 작은, 호기성의 운동 능력이 없는 간균이다. 내부가 고지방질로 되어 있어서 특이한 성질을 갖는다. 결핵균은 매 16내지 20시간 마다 분열을 일으키는데, 이는 보통 1시간 내에 분열하는 다른 박테리아에 비해 매우 늦은 속도이다. 결핵균은 세포벽은 있으나 인지질의 외막이 부족하여 그람 양성 박테리아로 분류된다. 어쨌거나, 결핵균은 세포벽이 지방질이 높고 미콜산을 함유하고 있어서 그람 염색에서 매우 약한 그람 양성 반응을 보이거나, 염색 상태를 유지하지 못한다. 결핵은 약한 살균제에 죽지 않으며, 건조한 상태(내성포자)로 수 주를 지낼 수 있다. 사실상 박테리아는 숙주의 세포 조직에서만 성장할 수 있지만, 결핵균은 체외에서도 배양이 가능하다.
색소체
색소체에는 엽록체 외에 유색체·백색체가 있는데, 이 셋을 엄밀히 구별하는 것은 어렵고, 셋 사이의 이행형(移行型) 등이 널리 관찰되고 있다. 그러나 일반적으로는 적색 또는 황색 조직에 함유되어 있는 색소체를 유색체라고 하고, 백색 조직에 함유되어 있는 것을 백색체라고 한다.
엽록소
사람 눈이 느낄 수 있는 가시광선의 파장은 400nm(보라)~700nm(빨강)이다. 엽록소가 흡수하는 빛도 이 가시광선의 파장과 거의 같은데, 그 중에서도 일부 파장의 빛은 특히 잘 흡수한다. 알코올이나 아세톤과 같이 엽록소를 잘 녹이는 약품을 사용하여 으깬 식물체로부터 엽록소를 녹여내어 얻은 엽록소 용액에 빛을 비추어 용액을 투과한 빛을 프리즘으로 분광해 본다. 이 결과, 엽록소 용액에 투과시키지 않은 빛은 아름다운 무지개가 되는 데 비해, 엽록소 용액을 투과한 빛은 어느 파장 부분이 어둡게 비치는 것을 볼 수 있다. 이것은 이 부분의 파장이 엽록소에 흡수되었기 때문이다. 각 파장의 빛에 대하여 입사광이 어느 만큼의 비율로 흡수되었는가 하는 흡수율을 세로축에, 파장을 가로축에 잡으면 흡수 곡선(흡수 스펙트럼)을 얻을 수 있다. 엽록소는 청색으로부터는 청자색(파장400~500nm)의 빛과 적색으로부터는 황적색(파장 620~700nm)의 빛을 잘 흡수하며, 한편 대부분의 녹색(파장 500~600nm) 빛은 잘 흡수하지 않는다. 엽록소가 녹색으로 보이는 것은 바로 이와 같은 이유 때문이다.
셀룰로스
셀룰로스()는 수백에서 수천 개의 D-포도당 단위체들이 β(1→4) 글리코사이드 결합으로 연결된 선형 사슬의 다당류로, 화학식이 (CHO) 인 유기 화합물이다. 셀룰로스는 녹색식물, 다양한 형태의 조류 및 난균류의 1차 세포벽의 중요한 구조적인 구성 요소이다. 어떤 종류의 세균은 셀룰로스를 분비하여 미생물막을 형성한다. 셀룰로스는 지구 상에서 가장 풍부한 유기 화합물이다. 식물은 해마다 10 kg 의 셀룰로스를 만들어내는데, 이는 지구상의 유기화합물들 중 가장 많은 양이다. 면섬유의 셀룰로스 함량은 90%이고, 목재의 셀룰로스 함량은 40~50%이며, 건조된 삼(hemp)의 셀룰로스 함량은 약 57%이다.
굴로스
굴로스()는 6개의 탄소 원자가 포함된 단당류이고, 알데하이드기를 가지고 있는 알도스이며, 화학식은 CHO이다. 굴로스는 자연계에서는 매우 드물지만, 고세균, 진정세균, 진핵생물에서 발견된다. 굴로스는 단맛이 나는 시럽으로 존재하며, 물에 용해되며, 메탄올에는 약간만 용해된다. D-굴로스와 L-굴로스 둘 다 효모에 의해 발효되지 않는다.
점균류
아메바처럼 운동하는 원형질체를 갖는 이들은 세포벽이 없고 다핵이며 유기물을 이용하여 생활한다. 
광합성
식물은 주로 녹색의 색소인 엽록소로 빛을 흡수한다. 카로티노이드(carotenoid)와 같은 보조색소(accessory pigment)들은 엽록소가 흡수하지 못하는 파장의 빛을 흡수하여 엽록소의 기능을 보조하거나 과도한 빛으로부터 엽록소를 보호한다. 엽록소와 보조색소들은 엽록체라는 세포소기관(organelle)의 구성 성분이다. 엽록체는 식물세포 내에 있으며 주로 잎의 책상조직에서 밀도가 높다.
비상동말단연결
"Escherichia coli"를 포함하여 많은 세균의 종에서는, 이중가닥절단을 수선하기 위해 말단을 연결하는 방식이 아닌 상동재조합 방식을 택한다. 그러나, "Bacillus subtilis", "Mycobacterium tuberculosis", "Mycobacterium smegmatis" 등 몇몇 세균들에서는 NHEJ 단백질들이 밝혀진 바 있다. 
보다 간소한 버전의 NHEJ를 이용하는 세균은 2가지의 단백질(Ku homodimer, 다기능성 연결효소/중합효소/핵산분해효소인 LigD)을 필요로 한다. 마이코박테리아 (mycobacteria)에서 일어나는 NHEJ는 효모에서 일어나는 NHEJ에 비해 오류 발생이 더 잦다. 즉, 수선이 일어나는 동안 이중가닥 절단의 말단부로부터 염기가 첨가되거나 결실되는 현상이 발생한다. NHEJ 단백질을 가지고 있는 많은 세균들은 그들의 생활주기의 대부분을 재조합 주형이 접근하기 어려운 정적 반수체 상태 (a stationary haploid phase)로 보내게 된다. NHEJ는 아마도 건조기간동안 유발되는 이중가닥절단으로부터 이러한 유기체들이 살아남도록 하기 위해 진화되어 온 결과물일 것이다. Mycobacterium smegmatis와 연관된 mycobacteriophage인 Corndog와 Omega 역시 Ku 유사 유전자를 가지고 있으며, 숙주에 감염하는 동안 그들의 유전체를 원형으로 만들기 위하여 NHEJ를 활용한다. 세균에서 광범위하게 연구되어 온 상동재조합과는 다르게, NHEJ는 본래 진핵생물에서 발견되었고, 원핵생물에서는 불과 몇 십 년 전에 그 존재가 밝혀졌다.
식물
현대에서 식물이란 1)많은 세포로 이루어져있으며, 2)셀룰로오스가 풍부한 세포벽을 자지고 있으며, 3) 엽록소를 가지고 있어 광합성을 하며, 4)육상생활에서의 여러가지 면에서 적응된 생물을 말한다.
지구의 역사
비슷한 과정으로, 광합성을 할 수 있는 세균 세포가 큰 세포로 들어가 엽록체가 되었다. 이것은 10억년 이상 된 사건으로 광합성할 수 있는 세포와 할 수 없는 세포로 분류되게 한 사건이었다. 이외에도 퍼옥시솜을 생성한 세포, 섬모, 편모를 생성한 스피로헤타, 세포핵을 만든 DNA 바이러스 등에 대한 가설이 있으나 미토콘드리아, 엽록체만큼 널리 인정받지는 못하고 있다.
알칼로이드
알칼로이드는 식물 뿐 아니라, 환각버섯속(Psilocybe)의 버섯종에서 얻는 실로시빈처럼 특정 균류에서도, 일부 두꺼비의 피부에 존재하는 독성 알칼로이드 부포테닌처럼 동물에서도 발견된다. 해양 생물 역시 많은 것이 알칼로이드를 가지고 있다. 아드레날린이나 세로토닌 따위의 아민은 구조면이나 생합성 과정이 알칼로이드와 유사하며 고등생물에서 중요한 역할을 수행하는데, 이들을 알칼로이드라 부르기도 한다.
프럭토스
프럭토스는 효모 또는 세균에 의해 혐기적으로 발효될 수 있다. 효모의 효소들은 당(글루코스 또는 프럭토스)을 에탄올과 이산화 탄소로 전환시킨다. 발효 중에 방출되는 이산화 탄소는 발효 챔버가 공기 중으로 열려있지 않으면 물에 용해되어 탄산과 평형상태를 이룬다. 용해된 이산화 탄소와 탄산은 병에 담긴 발효 음료에서 탄산 가스를 생성한다.
세균
세균 세포는 원형질막으로 감싸져 있다. 이 막은 세포의 기관들을 에워싸고 세포질에 있는 양분, 단백질과 다른 여러 필수적 요소들이 빠져나가지 못하게 하기 위한 하나의 벽으로써도 작용을 한다. 원핵생물이기 때문에, 세균은 세포질에 막으로 감싸진 기관들을 갖지 않으며, 크기는 크지만 적은 숫자의 세포내 구조들을 가지고 있다. 또한, 진핵 생물과 반대로 핵막과 미토콘드리아, 엽록체 같은 세포 기관도 갖지 않는다. 세균은 한 때 단순히 다량의 세포질이 뭉쳐 있는 것이라 인식되었으나, 원핵세포골격같은 구조물과 세균이 복잡한 특징을 갖게 해주고 특정 세포질 내 공간에 있는 단백질들의 위치를 확인함으로써 그렇지 않음을 알게 되었다. 이러한 세포이하수준의 조직을 세균하이퍼스트럭쳐(bacterial hyperstructure)라 일컫는다.
균학
효모는 세포 수준의 생물학에서 모델 생물의 첫 번째 본보기로 간주해도 좋을 것이다. 호흡 및 효소에 대한 생화학 분야는 여기에서 시작된다. 이어 가 유전학 연구에서 이용되면서 유명해졌다. 그 이후에도 기초 생물학의 여러 분야는 미생물을 모델로 사용하여 왔으나, 오히려 균류보다 더 작고 단순한 미생물이다 박테리아류나 바이러스가 분자 생물학이나 유전학의 모델로 사용되는 것이 많아졌다. 그러나 이러한 생물은 원핵 세포이며 우리와 같은 진핵 세포가 아니므로 가장 다루기 쉬운 진핵 생물로 균류가 사용되는 예는 많다. 자주 사용되는 것은 신진 효모 Saccharomyces cerevisiae와 분열 효모 Schizosaccharomyces pombe이다.
협막
이는 차례대로 E. coli"(대장균), S. pneumoniae"(폐렴 연쇄상구균), Salmonella"(살모넬라), K. pneumoniae"(폐렴간균), H. influenzae"(인플루엔자 B형 균), P. aeruginosa"(녹농균), N. meningitidis"(수막염균), Cryptococcus neoformans"(효모균)의 첫글자를 따온 것이다.협막은 일부 유기체에서 효과적인 백신으로 이용되고 있다. 예를 들어 B형 인플루엔자(H. influenzae)에 대한 백신이나 폐렴균(S. pneumoniae)에 대한 백신은 세균의 협막으로 만든 것이다.
식물의 진화
다핵체의 균사를 가진 접합균류가 다핵체의 사상체를 가진 바우케리아 또는 청각으로부터 진화되었다고 하는 설이다. 그러나 바우케리아는 현재 황조식물인 황록조류에 편입되어 있다.
식물의 진화
균류도 조류와 마찬가지로 화석이 되기 어렵다. 균사가 단독으로 화석이 된 예는 매우 드물며, 대부분 식물 조직 속에 기생 또는 공생한 형태의 화석으로 발견된다. 데본기의 양치식물 뿌리나 뿌리줄기 속에서는 가끔 공생하고 있는 균사를 볼 수 있다. 종래에는 균류가 광합성 능력을 잃은 조류로부터 유래되었다고 생각하였다.
엽록체
미토콘드리아와 같이 엽록체에서도 내막에서 생체 내 합성을 한다. 종자 식물의 엽록체에서 내막은 실질적인 광합성이 일어나며 틸라코이드라고 한다. 원반형의 틸라코이드가 겹겹이 쌓인 구조를 그라나라고 하며 틸라코이드 내부의 빈 공간을 내강(lumen)이라고 한다. 보조색소, 광합성에 관여하는 효소를 포함한 단백질은 엽록소와 함께 틸라코이드막 위에 있다. 엽록체의 엽록소는 주로 가시광선의 청색과 적색을 흡수하고 녹색을 잘 흡수하지 않아 우리 눈에 녹색으로 보이게 된다(보색효과). 세포의 수명이 다 하거나 환경이 좋지 않으면(가뭄, 저온 등) 엽록소가 파괴되면서 보조색소들(예: 크산토필, 카로테노이드)의 색이 나타나 잎이 알록달록해진다. 조류(藻類)의 경우 육상식물과는 달리 틸라코이드 수가 적고 많음에 따라 황금색, 갈색, 적색으로 색이 다르게 보이기도 한다. 스트로마에는 독자적인 엽록체 DNA(cpDNA: chlorphyll DNA)와 리보솜이 있다. 엽록체 DNA는 다양한 단백질과 함께 세포핵과 같은 모양이다. 진핵생물 DNA결합단백질인 히스티딘이나 세균의 DNA 결합 단백질로서 알려진 HU, DPS등의 단백질은 녹색 식물의 엽록체에는 존재하지 않는다. 대신에 아황산 환원 효소가 DNA 결합 단백질로서 기능하고 있다. 엽록체 DNA도 세포핵의 DNA처럼 복제, 전사, 번역과정이 일어난다.
할로박테리아
극호염성 세균의 대부분의 종들은 절대 호기성이다. 대부분 호염성균은 아미노산 혹은 유기산을 에너지원으로 사용하고 최적의 생장을 위하여 많은 종류의 생장인자(주로 비타민들)를 필요로 한다. 어떤 할로박테리움속("Halobacterium") 종들은 탄수화물을 산화하나 이런 능력은 비교적 드물다. 할로박테리움속에는 시토크롬 a, b, c 형을 포함하는 전달계가 존재하고, 에너지는 세포막에 의해 매개되는 화학삼투현상으로 생성된 양성자 동력을 통해서 호기적으로 생장하는 것으로 알려져 있다. 어떤 호염성 고세균은 혐기적으로 생장하는 것으로 알려져 있다. 당 발효를 하거나 질산염(nitrate)혹은 fumarate의 환원과 연결된 혐기성 호흡(anaerobic respiration)에 의하여 혐기생장(anoxic growth)하는 것이 몇몇 종들에서 보고된 바 있다.
수크로스
모든 6탄당과 6탄당을 기본 단위체로 하는 이당류들은 치태 세균에 의해 치아를 침식시키는 산으로 전환될 수 있고, 특히 수크로스의 경우는 "Streptococcus sanguinis" 와 "Streptococcus mutans" 와 같은 세균을 증식시킬 수 있다. 수크로스는 세포의 효소들에 의해 첨착성 글루칸(덱스트란과 유사한 다당류)으로 전환될 수 있는 유일한 식이당류이다. 이러한 글루칸은 세균이 치아 표면에 달라붙어 두꺼운 치태를 형성하게 한다. 치태 내부의 혐기성 상태는 산의 형성을 촉진하여 부식성 병변을 유발한다. 따라서 수크로스는 "Streptococcus mutans", "Streptococcus sanguinis" 및 다른 종류의 세균들을 치아에 강력하게 부착시키고 자연적인 제거(예: 침의 흐름)에 견뎌낼 수 있게 하지만 양치질로 쉽게 제거할 수 있다. 치태 세균에 의해 생성된 글루칸 및 레반(프럭토스로 구성된 다당류)은 세균의 예비적인 영양 공급원의 역할을 한다. 충치 형성에서 수크로스의 이러한 특별한 역할은 가장 많이 사용되는 감미료로써 수크로스의 보편적인 사용을 고려할 때 상당히 중요하다. 고과당 옥수수 시럽(HFCS)에 의한 수크로스의 광범위한 대체는 수크로스로부터의 위험을 감소시키지 않았다. 식사에 소량의 수크로스가 존재하더라도, 두터운 혐기성 치태를 형성하기에 충분하며, 치태 세균은 고과당 옥수수 시럽의 프럭토스 및 글루코스와 같은 식사에 포함된 다른 당들을 대사할 수 있다.
세균
세균은 대사능력에 따라 다양하게 이용되고 있다. 오래전부터 인간은 세균과 우유를 이용하여 치즈나 요구르트를 만들어 왔다. 최근에는 세균에 대한 이해가 높아지면서 생명공학기술에 이들 세균을 많이 이용하고 있다. 대장균(Escherichia coli)은 유전자 복제에 흔히 이용되며, 아그로박테리움(Agrobacterium tumefaciens)은 형질전환 식물을 만드는 데 이용된다. 또는 유전자 조작을 통해 상업적으로 가치가 있는 비타민, 항생물질, 호르몬제제 및 기타 유용한 단백질을 얻는데에도 사용된다. 또한 세균은 생물학적 복원에도 사용된다. 혐기성 세균은 쓰레기 더미에서 유기물을 분해하여 이후 화학적 멸균과정만 거치면 그대로 매립하거나 비료로 쓰일 수 있게 한다. 방사성 폐기물의 처리 및 기름 유출사고의 처리 등에도 특정한 기능을 가진 세균이 이용된다. 광석에서 금속을 채취하는 과정에서도 세균이 이용된다. 해마다 황동광에서 300억㎏의 구리를 채취하는 데 세균이 사용되고 있다.[1]
쌍핵균류
쌍핵균류(雙核菌類, Dikarya)는 자낭균류와 담자균류를 포함하는 균류 아계의 하나이다. 일반적으로 둘 다 2핵 균사를 만들며, 균사 또는 단세포는 있지만 항상 편모가 없다. 쌍핵균류는 대부분 "고등한 균류"로 부르지만, 또한 고문헌에서 곰팡이로 분류되는 대부분의 불완전세대 종들을 포함하고 있다. 계통발생학적으로, 이 2개의 문(門)은 보통 함께 다룬다.
은편모조류
은편모조류(隱鞭毛藻類) 또는 갈색편모조류(褐色鞭毛藻類, Cryptophyceae), 암색편모충류(暗色鞭毛蟲類, cryptomonads 또는 cryptophytes)는 조류의 생물군으로 대부분 엽록체를 가지고 있다. 담수에서 흔히 발견되며, 해양과 염분이 있는 서식 환경에서도 서식한다. 각 세포의 크기는 약 10-50 μm이고, 모양이 평평하며, 앞면에 홈 또는 주머니가 있다. 그 주머니의 끝단에 일반적으로 2개의 약간 일정하지 않은 편모가 있다.
다이하이드록시아세톤
아세트산 세균인 "Acetobacter aceti" 와 "Gluconobacter oxydans" 는 탄소원으로 글리세롤을 사용하여 다이하이드록시아세톤을 생성한다. 다이하이드록시아세톤은 글리세롤의 케톤체 생성에 의해 만들어진다. 다이하이드록시아세톤은 달콤한 에테르성을 지닌 포도주의 감각적인 품질에 영향을 줄 수 있다. 또한 다이하이드록시아세톤은 프롤린과 반응하여 "빵 껍질 같은" 냄새를 만들 수 있다. 다이하이드록시아세톤은 SO에 결합할 수 있기 때문에 포도주의 항균 활성에 영향을 줄 수 있다.
수크로스
당, 특히 수크로스의 소비와 관련된 건강상의 위험으로 충치(치아 우식)가 있다. 충치균("Streptococcus mutans")과 같은 구강세균은 치태에서 살고, 어떤 당들(수크로스 뿐만 아니라 글루코스, 락토스, 프럭토스 및 조리된 녹말)을 젖산으로 대사한다. 생성된 젖산은 치아 표면의 pH를 낮춰서, 치아의 에나멜질이나 상아질을 침식시키는데, 이것이 충치로 알려진 과정이다.
선인장
금은 식물의 개체의 일부분에 엽록체가 사라지는 현상을 말한다. 엽록소가 파괴되는 것은 아니고, 성장할 때 일부 세포에 엽록체가 포함되지 않는 현상이다. 성장점에 포함된 여러 개의 세포들이 세포분열을 하는 과정에서 세포질 분리가 일어나면서 엽록체가 전혀 전달되지 않는 세포가 발생할 때 금이 생겨난다.
금은 식물체의 세포가 갖는 색소의 색에 따라서 여러 가지 색으로 발생할 수 있다.선인장의 경우에는 대부분 노란 색 금이 드는데, 간혹 붉은 색의 금이 드는 경우도 존재한다. 금은 여러 가지 형태로 나타나며, 대부분은 씨앗일 때부터 금의 요인을 갖고 있으나 성장 도중에 갑자기 생기기도 하고, 성장 도중 금의 성질이 사라지기도 한다. 성장 도중 갑자기 금이 등장하는 경우는 대부분 줄기 옆에 새로운 줄기(가지)를 만들 경우가 많다. 금이 든 부분에는 엽록체가 없기 때문에 그만큼 광합성을 할 수 없고, 그래서 그 식물체는 다른 정상적인 개체보다 훨씬 약하다. 따라서 금이 든 개체는 재배하기가 무척 힘들며, 자연상태에서는 자연스럽게 자연도태 될 대상인 경우가 많다. 금의 형태에 따라서 값이 수~수백배 이상으로 거래되기도 한다. 금이 잘 드는 개체의 경우 일반적으로 통용되는 경우가 있는데, 단모환의 금은 '단모환금'이라 불리지 않고 세계도라는 특별한 이름을 갖는다.
키틴
키틴() 또는 갑각소(甲殼素)는 N-아세틸글루코사민이 긴 사슬 형태로 결합한 중합체 다당류이다. 절지동물의 단단한 표피, 연체동물의 껍질, 균류의 세포벽 따위를 이루는 중요한 구성 성분이다. 식물의 세포는 셀룰로스라는 세포벽을 갖는 반면, 균류의 세포벽에는 게나 새우 등의 껍질에 포함되어 있는 키틴질의 딱딱한 성분을 포함한다.
난균류
난균류(卵菌類)는 부등편모조류의 하나이다. 외관이 균류를 닮아 있다. 수중이나 습한 토양에 살며, 동식물의 사체를 분해하여 살아가는 종속영양 생물이다.난균류는 몸이 격벽(격막)이없는 균사로 이루어져 있어 한때 접합균류와 함께 군류로 분류되기도 하였다.그러나 난균류의 세포벽에는 셀룰로스가 포함되어 있는 반면에 균류의 세포벽에는 키틴이 포함 되어 있다. 또 부등편모를 가진 (무성생식을 하기 위해 편모를 가지고 있는 세포를 말한다) 유주자를 생성하므로 규조류 ,갈조류와 유연관계가 있어 원생생물계로 분류하게 되었다. 난균류는 주로 균사에서 만든 유주자에 의한 무성생식을 하지만 좋지 않은 환경에서는 균사이의 접합에 의한 유성생식을 하기도 한다. 몇가지 난균류는 물에서 살며 상처가 있거나 물에 노균병이나 역병을 일으켜 큰피해를 입힌다. 그러나 난균류는 동식물의 사체를 분해 하기 때문에 세균과 함께 생태계의 물질 순환에 중요한 역할을 한다 물곰팡이 백색 녹병균,감자역병균, 노균이 있다. 또한 초기의 형태학적 연구에서는 다핵성 균사로 이루어져 있어 균류에 포함되었으나 세포벽의 성분 분자생물학적 자료에 의하면 넌균류는 균류와 밀접한 연관이 없다. 외형적으로 유사성은 비슷한 환경에서 적응하며 사는 과정에서 획득된 결과이다.
식물
균의 분류는 최근의 생물 역사에 이르기까지 논란이 일었다. 이들은 분명히 동물이 아니었기에 린네의 원래 분류는 균을 식물계 안으로 넣었다. 나중에 미생물학이 발전하자 19세기 에른스트 헤켈은 새롭게 발견한 미생물을 분류할 필요를 느꼈다. 이를 동물계에 넣지 않고 대신 원생생물계라는 새로운 계를 만들었는데 균이 식물계에 들어가는 것이 적절한지 원생생물계로 다시 분류되는 것이 맞는지 논란이 일었다. 헤켈은 스스로 이를 결정하는 것이 어렵다는 것을 알았다. 1969년에 로버트 휘태커는 균계를 만들 것을 제안하였다.
유전학
염색체는 DNA와 단백질이 엉켜 있는 구조다. 유전과 관련한 물질이 염색체에 있다는 것을 발견한 이후에도 과학자들은 정확히 염색체의 어떤 성분이 유전에 관여하는지 밝혀내지 못하고 있었다. 1928년 그리피스는 그리피스 실험을 통해 박테리아의 형질전환을 발견하였다. 그의 실험은 유독한 폐렴쌍구균(S형)에 열을 가하여 파괴하면 독성이 사라지지만, 무해한 폐렴쌍구균(R형)에 이미 열처리하여 독성이 사라진 S형 균을 넣자 모두 독성을 지니게 되는 것을 관찰하였다. 그리피스는 S형 균의 어떤 성분이 R형에 영향을 주어 형질전환이 일어났다는 것을 알았으나 무엇이 그러한 변환을 일으키는지는 밝혀내지 못했다. 1944년 에이버리는 그리피스의 실험을 훨씬 정교하게 통제하여 열처리한 S형 균을 탄수화물, 단백질, DNA로 구분하여 R형 균에 투입하였고, 그 결과 DNA가 형질변환의 원인임을 밝혀내었다. 1952년 허시와 체이스는 박테리오파지를 이용한 허시-체이스 실험을 통해 DNA가 유전물질임을 밝혔다.허시는 이 실험의 공로로 1969년 노벨 생리학·의학상을 수상하였다.
단향과
목본 또는 초본으로서, 엽록소를 가지고 대부분 다른 식물의 나무뿌리나 가지에 반기생한다. 잎은 마주나는 것도 있고 어긋나는 것도 있는데, 모양은 단순하고 턱잎이 없다. 꽃은 양성화 또는 단성화이고 작으며 엷은 녹색을 띠고 있다. 꽃덮이는 4-5갈래로 나뉘어 있거나 아랫부분에서 합쳐져 있으며, 1개의 암술이 있다. 씨방은 하위 또는 상위로, 3-5개의 심피로 이루어진 1개의 방으로 되어 있는데, 그 중앙의 축에는 보통 3개의 밑씨가 존재한다. 밑씨의 주피는 1개이거나 또는 전혀 없는 경우도 있다. 열매는 견과 또는 핵과로, 그 안에 1개의 씨가 있다.
세균
구균(球菌, 알균, Coccus)은 둥근 모양의 세균이다. 구균은 각기 따로 있는 단구균(單球菌-coccus), 짝을 이루는 쌍구균(雙球菌, 쌍알균-diplococci), 넷이 붙어 있는 사련구균(四聯球菌-tetrad), 여덟 개가 붙어 있는 팔련구균(八聯球菌-sarcina)여러 세균이 사슬 모양으로 늘어선 연쇄(상)구균(聯鎖狀球菌, 사슬알균-streptococci), 포도송이처럼 뭉쳐있는 포도(상)구균(葡萄狀球菌, 포도알균-staphylococci) 등으로 구분된다.
흰녹균속
흰녹균속 또는 흰녹가루병균속("Albugo")은 난균류 속의 하나이다. 진균류(眞菌類, Eumycota/Eumycetes)가 아니다. 여러 식물에 흰녹가루병(백수병(白銹病)) 등을 일으킨다. 일부는 흰녹균과(Albuginaceae)를 노균목에 포함시켜 분류하기도 한다.
할로박테리아
극호염성 세균들은 그람음성이며 이분법에 의해 증식하고 휴면단계나 포자를 형성하지 않는다. 대부분의 호염성균은 운동성이 없으나 몇 종류에서는 편모를 가지고 서서히 움직이거나 가스 소포(gas vesicles)로 떠다닐 수 있다. 할로박테리움속("Halobacterium")과 할로콕쿠스속("Halococcus")의 유전체 조성은 전체 세포 DNA의 25~30% 이상을 포함하는 큰 플라스미드들이 존재하고 이들 플라스미드들의 GC염기 비율(57~60% GC)이 염색체 DNA의 것(66~68%)과 매우 다르다는 점에서 특이하다. 극호염성 세균에서 유래하는 플라스미드는 자연계에서 알려진 가장 큰 플라스미드 중의 하나이다.
세균
간균(竿菌, 막대균, Bacillus)은 길한 막대 모양을 하는 세균이다. 대개 홀로 존재하나 가끔 사슬처럼 일렬로 배열하고 있는 연쇄상간균(連鎖狀桿菌, 사슬막대균)도 있다. 그 외 간균의 형태로는 방추간균, 콤마간균등이 있다.
베타프로테오박테리아
베타프로테오박테리아는 다양한 종류의 식물의 질소 고정 과정에서 식물에서 중요한 화학 작용에 필요한 아질산염을 만들기 위해 암모늄을 산화시키는 역할을 한다. 이들 중 많은 종이 폐수 또는 흙과 같은 환경 시료에서 발견된다. 이 세균 강에 속하는 병원성 균은 네이세리아균과("gonorrhea","meningitis")와 버콜데리아속("Burkholderia")이 있다.
세균
공중 질소를 고정하여 단백질을 만드는 것에는 뿌리혹박테리아 외에 땅 속에 사는 클로스트리디움·아조토박터·슈도모나스 등이 있다. 이 밖에 누룩곰팡이나 남조류 중에도 이러한 역할을 하는 것이 있다. 이와 같이 고정된 질소 화합물은 암모니아로 바뀌게 된다. 즉, 단백질이 분해되어 생기는 아미노산을 세균류 및 그 밖의 균류, 특히 토양균류들이 암모니아로 분해시키는데, 이 때 관여하는 균류를 '부패균'이라고도 한다. 암모니아는 아질산균에 의해 아질산으로, 아질산은 질산균에 의해 질산이 된다. 질산염은 이온 형태로 식물 뿌리로부터 흡수되어 잎에 운반되며, 그 안에서 다시 암모니아로 바뀐 다음 단백질의 합성 재료가 된다. 일부의 식물은 암모늄염을 흡수하기도 하는데, 이것은 질산염과 달리 그대로 단백질의 합성 재료가 된다. 이와 같이 세균류와 그 밖의 균류는 질소의 순환 및 다른 여러 원소의 순환에 관여함으로써, 생태계의 평형을 유지하는 데 매우 큰 구실을 하고 있다.
셀룰로스
대부분의 포유류들은 셀룰로스와 같은 식이 섬유를 소화할 수 있는 능력이 제한되어 있다. 소와 양 같은 일부 반추동물들은 제일위(rumen)에서 공생하는 혐기성 세균("Cellulomonas" 와 같은)을 포함하고 있으며, 이러한 세균은 셀룰로스를 분해할 수 있는 셀룰레이스라고 불리는 효소를 생산한다. 반추동물의 분해 산물들은 세균의 증식을 위해 사용된다. 세균 덩어리는 나중에 반추동물의 소화계(위와 소장)에서 소화된다. 말들은 셀룰로스를 소화시키기 위해 셀룰레이스를 생산하는 공생 세균을 통해 후장(後腸, hindgut)에서 발효시켜 셀룰로스를 먹이로 이용한다. 이와 유사하게 어떤 흰개미들은 후장에 셀룰레이스를 생산하는 특정 편모성 원생동물을 포함하는 반면 다른 흰개미들은 세균을 포함하거나 셀룰레이스를 생성할 수 있다.