운동성

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운동성

[ Motility ]

생명체가 움직임을 나타내는 성질이며, 에너지 소모를 통한 자체적인 움직임을 뜻한다.

목차

  1. 1.운동성 종류
    1. 1.1.연축운동성(攣縮運動性, twitching motility)
    2. 1.2.편모운동성(鞭毛運動性, flagellar motility)
    3. 1.3.확산운동성(擴散運動性, swarming motility)
    4. 1.4.활주운동성(gliding motility)
  2. 2.외부 자극에 따른 운동성
    1. 2.1.주광성(走光性, phototaxis)
    2. 2.2.주기성(走氣性, aerotaxis)
    3. 2.3.주화성(走化性, chemotaxis)
  3. 3.관련용어
  4. 4.집필
  5. 5.감수
  6. 6.참고문헌

운동성 종류

세포 단위에서의 운동성은 다양한 형태로 나타난다. 이러한 운동성은 실질적인 움직임을 관장하는 기전에 따라 달라진다. 미생물 내 운동성은 다음과 같은 형태로 나타난다.

연축운동성(攣縮運動性, twitching motility)

박테리아에 존재하는 제4형 선모(Type IV pili)를 사용하여 표면 위를 움직이는 운동성 형태이다. 표면에 접촉한 선모는 수축하면서 세포로 하여금 수축되는 방향으로 움직일 수 있게 한다. 연축운동성은 다양한 균종에서 확인할 수 있는데, 대표적인 균으로는 녹농균(綠膿菌, Pseudomonas aeruginosa)이 있다. 다양한 병원균의 발병 기전 및 생물막 형성(biofilm formation)에 관여하는 것으로 알려져 있다1).

편모운동성(鞭毛運動性, flagellar motility)

편모(鞭毛, flagellum)를 사용하여 움직이는 운동성 형태이다. 미생물 및 몇 가지 진핵세포(眞核歲砲, eukaryotic cell)에서 확인할 수 있다. 미생물의 편모는 회전하면서 추진력을 얻으나, 진핵세포의 편모는 앞뒤로 움직이는 형태를 보인다2).

확산운동성(擴散運動性, swarming motility)

편모를 사용하여 고체 또는 반고체 표면 위를 움직이는 미생물의 운동성 형태이다. 군집을 형성하는 것과 유사하여 미생물의 다세포화(多細胞化, multicellularity)의 예시 중 하나로 여겨진다. 확산운동성에 필요한 요소는 1) 편모의 유무, 2) 세포수에 따른 세포 뗏목(cell raft) 형성, 그리고 3) 표면 활성 물질(表面活性物質, surfactant) 분비가 있다3).

활주운동성(gliding motility)

미생물이 고체 표면 위를 움직이는 운동성 형태이며, 편모를 사용하는 다른 운동성과 다른 기전으로 움직이는 것으로 알려져 있다. 현재까지 제시된 모델은 세포 표면 부착 분자(adhesin)이 세포질 내 모터에 의해 움직이는 기전이다4).

그림 1. 편모를 통한 운동성 (출처: )

외부 자극에 따른 운동성

운동성에는 에너지를 사용하기 때문에, 목적을 가지고 일어난다. 이러한 움직임은 주성(走性, taxis)에 의해 일어나며, 주로 외부 자극 유무 및 자원 습득 여부에 따라 반응한다. 미생물의 생존에 관련된 대표적인 주성은 다음과 같다.

주광성(走光性, phototaxis)

빛을 향하거나 피해서 움직이는 주성이다. 광합성(光合成, photosynthesis)을 통해 에너지를 얻는 원핵생물 및 미생물에서 나타나는 현상이다5).

주기성(走氣性, aerotaxis)

산소(酸素, oxygen)를 향하거나 피해서 이동하는 주성이다. 산소를 대사 및 에너지 생산에 사용하는 호기성 미생물의 경우 산소를 향해 움직이며, 혐기성 미생물은 산소가 있는 장소를 피해 움직인다6).

주화성(走化性, chemotaxis)

특정 화학물질에 대해 이동하는 주성이다. 미생물이 자원을 얻을 때나, 독성 물질로부터 피할 때 나타나는 현상이다6).

그림 2. 주화성에 따른 운동성 ()

관련용어

미생물의 운동, 원핵생물, 진핵세포, 광합성, 미생물, 혐기성, 호기성, 녹농균, 생물막, 병원균, 선모, 편모

집필

윤장원/강원대학교

감수

김근필/중앙대학교

참고문헌

1. Mattick, J.S. 2002. Type IV pili and twitching motility. Annu. Rev. Microbiol. 56, 289-314.
2. Harshey, R.M. 2003. Bacterial motility on a surface: many ways to a common goal. Annu. Rev. Microbiol. 57, 249-273.
3. Kearns, D.B. 2010. A field guide to bacterial swarming motility. Nat. Rev. Microbiol. 8, 634-644.
4. Jarrell, K.F. and McBride, M.J. 2008. The surprisingly diverse ways that prokaryotes move. Nat. Rev. Microbiol. 6, 466-476.
5. Wilde, A. and Mullineaux, C.W. 2017. Light-controlled motility in prokaryotes and the problem of directional light perception. FEMS Microbiol. Rev. 41, 900-922.
6. Taylor, B.L., Zhulin, I.B., and Johnson, M.S. 1999. Aerotaxis and other energy-sensing behavior in bacteria. Annu. Rev. Microbiol. 53, 103-128.