Chapter 3. The Molecules of Microbes

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Chapter 3. The Molecules of Microbes

- 미생물 구성 화학분자 -> 다른 생명체 구성분자와 비슷 - 다른 생명체와의 동질성을 가짐

- 지구상 다른 생물체의 화학적 조성 범주내에 소속되어 있음을 의미

- 미생물의 물질대사(metabolism) : 생명현상 유지 목적 - 외부환경에서 영양물질 가공

- 세포막을 통과 세포내부로 영양분 수송 - 흡수한 영양분의 화학적 변형

- 최종산물의 외부 환경으로 배출

- 물질대사를 위해 물, 기체, 무기염류, 비타민, 유기화합물 요구

- 유기화합물 : 화학결합에 의한 탄소를 포함한 두 개 이상의 원자들의 조합물 - 미생물 구성 화학분자 -> 다른 생명체 구성분자와 비슷

- 다른 생명체와의 동질성을 가짐

- 지구상 다른 생물체의 화학적 조성 범주내에 소속되어 있음을 의미

- 미생물의 물질대사(metabolism) : 생명현상 유지 목적 - 외부환경에서 영양물질 가공

- 세포막을 통과 세포내부로 영양분 수송 - 흡수한 영양분의 화학적 변형

- 최종산물의 외부 환경으로 배출

- 물질대사를 위해 물, 기체, 무기염류, 비타민, 유기화합물 요구

- 유기화합물 : 화학결합에 의한 탄소를 포함한 두 개 이상의 원자들의 조합물

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1 . 원자, 이온, 화학결합 그리고 분자

♨ 미생물의 구조와 기능 -> 이온, 원자, 분자의 상호작용과 성질에 기인

1) 원자(atom)

- 화학물질을 구성하는 가장 작은 단위 - Nucleus -> proton + neutron

-> atomic mass 결정

- Electron -> proton 과 같은 개수로 존재 -> 궤도(orbit)를 따라 shell 형성

-> shell 1 : 2개의 전자로 안정화 -> shell 2 : 8개의 전자로 안정화

1 . 원자, 이온, 화학결합 그리고 분자

♨ 미생물의 구조와 기능 -> 이온, 원자, 분자의 상호작용과 성질에 기인

1) 원자(atom)

- 화학물질을 구성하는 가장 작은 단위 - Nucleus -> proton + neutron

-> atomic mass 결정

- Electron -> proton 과 같은 개수로 존재 -> 궤도(orbit)를 따라 shell 형성

-> shell 1 : 2개의 전자로 안정화 -> shell 2 : 8개의 전자로 안정화

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2) 분자와 화학결합

(1) 분자(molecule) : 두개 이상의 원자 사이 의 전자의 상호작용에 의해 형성

(2) 공유결합(covalent bond) : 최외곽전자 의 공유

-> 2 혹은 8을 맞춤 -> 가장 강한 화학결합

☞ 비극성(nonpolar) : 두 원자사이의 동등 한 전자 분포

☞ 극성(polar) : 정전기적 인력이 다른 원자 사이의 불균등한 전자분포

-> O, N, P : 정전기인력이 강함

2) 분자와 화학결합

(1) 분자(molecule) : 두개 이상의 원자 사이 의 전자의 상호작용에 의해 형성

(2) 공유결합(covalent bond) : 최외곽전자 의 공유

-> 2 혹은 8을 맞춤 -> 가장 강한 화학결합

☞ 비극성(nonpolar) : 두 원자사이의 동등 한 전자 분포

☞ 극성(polar) : 정전기적 인력이 다른 원자 사이의 불균등한 전자분포

-> O, N, P : 정전기인력이 강함

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(3) 이온결합(ionic bond) : 하나의 원자 로부터 1개 이상의 전자가 다른 원자 로 전이 -> ion 형성

-> ion 간의 결합형성 -> ionic compound

☞ 양이온(cation) : 전자를 내어줌

☞ 음이온(anion) : 전자를 받아들임

(3) 이온결합(ionic bond) : 하나의 원자 로부터 1개 이상의 전자가 다른 원자 로 전이 -> ion 형성

-> ion 간의 결합형성 -> ionic compound

☞ 양이온(cation) : 전자를 내어줌

☞ 음이온(anion) : 전자를 받아들임

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(4) 수소결합(hydrogen bond)

- polar covalent bonded hydrogen 과 다른 극성공유결합분자 간의 약한 결합 - 단백질, DNA 구조 형성의 주된 힘으로 작용

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2. 유기분자(organic molecule)

- 탄소와 수소를 포함하는 분자

- 다양한 공유결합 포함 -> 단일, 이중, 삼중, 사중 공유결합 - 사슬, 고리(aromatic) 형태

- functional group(작용기) 포함 -> 유기분자의 독특한 성질 결정

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1) 탄수화물

- 단당류(monosaccharide) : hexose, pentose

- 이당류(disaccharide)

: sucrose, lactose, maltose - 다당류(polysaccharide)

: starch, glycogen

1) 탄수화물

- 단당류(monosaccharide) : hexose, pentose

- 이당류(disaccharide)

: sucrose, lactose, maltose - 다당류(polysaccharide)

: starch, glycogen

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☞ 탄수화물 합성과 분해

- 합성 : 탈수합성(dehydration synthesis) - 분해 : 가수분해(hydrolysis)

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Peptidoglycans can be held together by side chains to form the cell wall of some types of bacteria.

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2) 지질(Lipid)

- 물에 녹지 않음

- 비극성 탄화수소 사슬과 고리구조로 구성 (1) 중성지방(triglyceride)

- glycerol + fatty acid

- Saturated vs Unsaturated(포화 vs 불포화) fatty acid

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(2) 인지질(phospholipid)

- 2개의 지방산과 인산염 포함 -> 양친매성(amphiphatic) - 세포막의 주요성분 -> hydrophilic head + hydrophobic tail

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Phospholipid, the lipid of cell membranes

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(3) 스테로이드(steroid) - 비극성 -> 물에 불용

- 기본구조 : 하나의 five carbon ring과 세개의 six carbon ring으로 구성 - 종류에 따라 결합된 기능기가 다름

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3) 단백질(Protein)

- amino acid의 peptide 결합에 의한 polypeptide 구조 - 1차 -> 4차구조

- glycoprotein(당단백질) : 탄수화물을 포함 -> hormon, membrane protein - lipoprotein(지질단백질) : lipid 포함 -> 세포막, 혈장에 주로 존재

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Primary, secondary, tertiary and quaternary protein structures

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4) 핵산(Nucleic acid)

- nucleotide의 중합에 의한 polynucleotide 구조 - nucleotide : pentose + base + phosphate group - DNA, RNA

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