자석축

Magnetotaxis

자석축은 다양한 그램 음성 박테리아 집단에 의해 시행되는 과정으로, 지구 자기장에 대응하여 방향을 정하고 움직임을 조정하는 것을 포함한다.[1] 이 과정은 주로 소금 습지, 바닷물, 담수호 등 수생환경에서 발견되는 미생성 및 혐기성 세균에 의해 진행된다.[2] 자기장을 감지함으로써, 박테리아는 산소 농도가 더 좋은 환경을 향해 방향을 잡을 수 있다. 보다 유리한 산소 농도로 향하는 이러한 방향은 박테리아가 브라운 운동을 통해 이러한 환경을 찾기 위해 무작위로 이동하는 것과는 반대로 박테리아가 이러한 환경에 더 빨리 도달할 수 있도록 한다.[3] 방향을 잡은 후, 박테리아는 자기장을 따라 더 좋은 환경을 향해 헤엄치기 위해 플라젤라를 사용한다.[4] 자석축은 박테리아의 평균 속도에 영향을 주지 않는다.[3] 일단 이 박테리아가 죽으면, 그들은 지구의 자기장으로 방향을 잡을 수 있지만, 그들은 그 분야를 따라 이주할 수는 없다.[4] 이 박테리아들은 이제 단순히 자기 박테리아라고 불린다.[5]

자성세균(예: 자석세균)은 자석축의 과정을 담당하는 자석세포로 알려진 내부 구조를 포함한다. 자석에는 결정체가 포함되어 있다 - 종종 자석(FeO34) 유황 환경의 일부 극소성 박테리아는 그리게이트(철-황화합물 FeS34)로 격리되었다.[5] 일부 자석성 박테리아는 또한 그리스이트의 변형 산물로서 피라이트(FeS2) 결정을 함유하고 있다.[6] 이 결정들은 특정한 단백질을 내장하고 있는 자기소개막이라고 불리는 빌레이어 막 안에 들어 있다. 많은 다른 형태의 결정체들이 있지만, 결정체 모양은 보통 박테리아 종 안에서 일치한다.[2] 자석들의 가장 일반적인 배열은 체인에 있어서 최대 자석 쌍극자 모멘트를 만들 수 있다.[1] 박테리아 내에는 박테리아 세포의 긴 축을 따라 정렬하는 경향이 있는 서로 다른 길이의 자석 체인이 많이 있을 수 있다.[4] 자석 체인으로 만들어진 쌍극자 모멘트는 박테리아가 움직일 때 자기장과 정렬할 수 있게 해준다.[1]

지구의 극지방 쪽으로 방향을 잡음으로써, 해양 박테리아는 혐기성/마이크로 에어로빅 퇴적물을 향해 아래로 움직임을 지시할 수 있다. 북반구에서는 박테리아를 찾는 북쪽이 아래로 이동하는 반면 남반구에서는 박테리아를 찾는 남쪽이 지배하고 아래로 이동한다. 원래 과학자들은 박테리아를 찾는 남부가 북반구에서 매우 높은 농도의 산소를 향해 위로 이동할 것이라고 생각했으며, 북반구에서 박테리아를 찾는 북반구가 지배하도록 부정적으로 선택될 것이라고 생각했다. 그러나, 남쪽에서 찾는 박테리아가 북반구에서 발견되었다. 또한, 남북을 모두 추구하는 자기 박테리아는 지구의 자기 적도에서도 발견되는데, 그곳에서는 그 장이 수평으로 향한다. 자기축의 일부 측면은 아직도 완전히 이해되지 않고 있다.[1]

참고 항목

참고 및 참조

  1. ^ a b c d Lefevre, C. T.; Bazylinski, D. A. (4 September 2013). "Ecology, Diversity, and Evolution of Magnetotactic Bacteria". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 77 (3): 497–526. doi:10.1128/MMBR.00021-13. PMC 3811606. PMID 24006473.
  2. ^ a b Yan, Lei; Zhang, Shuang; Chen, Peng; Liu, Hetao; Yin, Huanhuan; Li, Hongyu (October 2012). "Magnetotactic bacteria, magnetosomes and their application". Microbiological Research. 167 (9): 507–519. doi:10.1016/j.micres.2012.04.002. PMID 22579104.
  3. ^ a b Smith, M.J.; Sheehan, P.E.; Perry, L.L.; O’Connor, K.; Csonka, L.N.; Applegate, B.M.; Whitman, L.J. (August 2006). "Quantifying the Magnetic Advantage in Magnetotaxis". Biophysical Journal. 91 (3): 1098–1107. Bibcode:2006BpJ....91.1098S. doi:10.1529/biophysj.106.085167. PMC 1563769. PMID 16714352.
  4. ^ a b c Frankel, Richard B (2003). "Biological Permanent Magnets". Hyperfine Interactions. 151 (1): 145–153. Bibcode:2003HyInt.151..145F. doi:10.1023/B:HYPE.0000020407.25316.c3.
  5. ^ a b Dusenbery, David B. (2009). Living at micro scale : the unexpected physics of being small. Cambridge, Mass.: Harvard University Press. ISBN 9780674031166.
  6. ^ Mann, Stephen; Sparks, Nicholas H. C.; Frankel, Richard B.; et al. (1990). "Biomineralization of ferrimagnetic greigite (Fe3S4) and iron pyrite (FeS2) in a magnetotactic bacterium". Nature (published 18 January 1990). 343 (6255): 258–261. doi:10.1038/343258a0.

추가 읽기

외부 링크