항생제와 같은 의약품들은 주로 '방선균'이 생산합니다. 스트렙토마이신이라든지 테트라사이클린 등은 방선균이 자기를 다른 원핵생물로부터 보호하려고 생산하는 것입니다. 이것을 잘 이용한 것이 항생제라고 보면 되겠네요.
하지만 원핵생물의 특성산 내성을 가진 세균도 나오고 있죠.
질소고정을 하는 원핵생물에는 '콩과 식물'에 사는 뿌리혹박테리아라든지, 클로스트리듐, 질소 고정 박테리아 등등이 있죠. 이 세균들은 '질소고정 효소'로 질소를 NH3로 바꿉니다. 반응식을 나타내보자면
N2 + 3H2 -> 2NH3 죠.
질소고정효소를 유전공학으로 식물도 생산할 수 있도록 하는 연구가 진행중입니다. 질소고정효소는 산소가 있으면 반응을 하지 못합니다. 질소고정효소가 늦게 발견된 이유도 그것이죠.
발효는 원핵생물의 측면에서 보자면 '노폐물'이죠. 보통 산소가 없는 상황에서 산물을 물과 이산화탄소로 완벽하게 분해하지 못하고 에너지가 충부한 반응산물로까지 밖에 분해하지 못하면서 그 반응산물이 유용하게 이용됩니다. 발효와 부패의 차이는 사람에게 유익하냐 유익하지 못하냐는 것의 차이일 뿐입니다.
대표적인 발효의 경우로는 '아세트산 발효' , '젖산 발효' , '알콜 발효'등이 있죠.
발효는 혐기성 조건에서 진행됩니다.
분해자는 원핵생물이 생태에서 차지하는 가장 중요한 위치죠. 분해자의 역할은 유기물에서 무기물을 다시 생산해내는 것입니다. NO3- 나, HCO3- 등등을 생산해서 질소사이클이나 탄소사이클을 통해 다시 진핵생물에게 제공하는 것입니다.
또한 원핵생물은 엄청난 생식력으로 빨리 돌연변이를 생산하기 때문에 어떤 새로운 물질이 나와도 보통 2년안에 그것을 분해하는 세균이 등장합니다.
생명공학의 재료로 사용되는 원핵생물은 유전자량이 적다든지, 많은 개체수를 확보할 수 있다는 등의 장점을 가지고 있습니다. 또한 'Agrobacterium' (철자가 맞는지...;)과 같은 근두암종을 일으키는 식물 바이러스 같은 경우에는 자기의 유전체를 식물의 유전체에 삽입합니다. 병원성을 없애고 필요한 유전체를 아그로박테리아에 삽입해놓으면 그것을 식물에 삽이할 수 있게 됩니다.
원핵생물의 대표는 '대장균'입니다. 가장 사용하기 쉽고, 병원성이 없고, 유전자량이 적고, 다루기 쉽고, 작기 때문이죠. 물론 게놈지도가 다 발견되었기 때문이기도 합니다.
부패 및 독소가 질병의 원인이라 할 수 있습니다. 박테리아에는 크게 '내독소'와 '외독소'가 잇습니다. 내독소는 박테리아 그 자체로서 '협막(점액)'에 있는 다당류 사슬이 독소가 됩니다.
외독소의 경우에는 박테리아가 생산하는 것으로 위에서 말한 Clostridium botulinum 도 여기에 해당하죠. 몇 그램으로 인간을 다 없앨수도 있다죠...
독소를 생산하는 이유는 자기의 방어도 있고, 우연도 있고, 일부러 영양소를 확보하려고 하는 등 다양한 이유가 있습니다.
