원핵세포와 진핵세포

원핵세포는 지름 0.1~5.0 µm이고, 진핵세포는 대부분 10~100 µm입니다.

세포의 두 무리

문손잡이를 만진 뒤 손을 씻으면 지구에서 가장 흔한 생물 가운데 하나를 씻어 내는 셈입니다. 바로 세균입니다. 세균과 또 다른 무리인 고세균을 원핵생물이라고 합니다. 이 말은 「핵 이전」이라는 뜻의 그리스어에서 왔습니다. 동물, 식물, 균류, 원생생물은 「진짜 핵」이라는 뜻의 진핵생물입니다. 세포가 지어진 방식에서 가장 깊은 갈림길이 여기입니다.

두 종류의 세포는 모두 네 가지를 공유합니다. 안과 밖을 나누는 세포막, 나머지를 담는 젤리 같은 세포 기질인 세포질, 유전 물질인 DNA, 단백질을 만드는 리보솜입니다. 이 네 가지 밖에서는 두 무리가 크게 다릅니다.

세균의 속

원핵생물에는 핵도, 막으로 싸인 다른 소기관도 없습니다. DNA는 핵양체라는 가운데 부분에 있는데, 보통 고리 모양 염색체 하나이고 나머지 세포와 막으로 나뉘어 있지 않습니다. 세균은 대부분 펩티도글리칸으로 된 세포벽이 있습니다. 식물 세포벽의 셀룰로스와는 다른 물질입니다. 세포벽은 세포를 보호하고 모양을 유지하며 마르지 않게 돕습니다. 많은 세균은 세포벽 바깥에 끈적한 피막이 있어 표면에 달라붙습니다.

일부 원핵생물에는 더 있는 부분도 있습니다. 편모는 긴 채찍처럼 돌아 세포를 밀고 나갑니다. 선모(필리)는 세균끼리 직접 닿아 유전 물질을 넘겨줄 때 쓰는데, 이것을 접합이라고 합니다. 짧은 털인 부착선모(핌브리아)는 숙주 세포에 달라붙는 것을 돕습니다. 모든 세균이 이것들을 다 가진 것은 아닙니다.

작다는 것이 원핵생물에 유리한 점

원핵생물은 0.1~5.0 µm로 아주 작습니다. 이 크기에서는 막으로 들어온 분자가 확산만으로 세포 구석구석까지 퍼지고, 노폐물도 그만큼 빨리 빠져나갑니다. 지름이 10배에서 100배 큰 진핵세포는 그렇게 할 수 없습니다. 그래서 소기관에 일을 나누고, 소낭에 물질을 실어 세포 안 길을 따라 옮깁니다. 진핵세포에서는 막이 핵을 감싸고, DNA는 여러 개의 막대 모양 염색체로 나뉘어 있습니다. 염색체 수는 종마다 정해져 있어서 사람은 46개, 초파리는 8개입니다.

미생물이 모두 병균은 아닙니다. 미생물은 현미경이 있어야 볼 수 있을 만큼 작은 생물을 모두 가리키며, 세균도 대부분은 해가 없습니다. 쓸모 있는 세균도 있습니다. 장에 사는 세균은 우리 몸이 스스로 만들지 못하는 비타민 K를 만들고, 그 대가로 머물 곳과 꾸준한 먹이를 얻습니다. 광학 현미경으로 보면 살모넬라 같은 세균은 염색된 아주 작은 점처럼 보입니다. 거기 있다는 것과 대강의 모양은 알 수 있지만, 속 구조는 전자 현미경을 써야 보입니다.

한때 세균이었던 소기관

미토콘드리아와 엽록체는 독특한 소기관입니다. 둘 다 막이 두 겹이고, 자기 DNA와 리보솜이 있으며, 크기가 세균만 합니다. 이를 잘 설명하는 강한 증거가 있는 것이 「안에 들어가 산다」는 뜻의 세포 내 공생입니다. 아주 오래전, 숙주 세포가 산소를 쓰는 세균과 광합성을 하는 세균을 삼키고도 소화하지 않았습니다. 수백만 년이 여러 번 지나는 동안 이 손님들은 숙주의 일부가 되었습니다. 산소를 쓰던 세균은 미토콘드리아가, 오늘날의 남세균과 가까운 광합성 세균은 엽록체가 되었습니다.