주요 특징과 구조, 형성 과정은 다음과 같습니다.
1. 주요 특징
- 강한 저항성: 열, 방사선, 자외선, 화학 약품(살균제), 건조 상태 등 외부의 물리·화학적 스트레스에 대해 엄청난 저항력을 가집니다. 일반적인 끓는 물(100°C)에서도 죽지 않는 경우가 많습니다.
- 생존 수단: 번식을 위한 수단(곰팡이의 포자와 다름)이 아니라, '생존'을 위한 일시적인 정지 상태입니다. 하나의 세균이 하나의 포자를 만들고, 나중에 환경이 좋아지면 다시 하나의 세균으로 돌아갑니다.
- 휴면 상태: 대사 활동이 거의 없으며, 수분 함량이 매우 낮습니다. 이 상태로 수십 년에서 수백 년, 심지어 수천 년 동안 생존할 수 있다는 보고도 있습니다.
2. 내생포자를 형성하는 주요 세균
주로 그람 양성균 중 일부 속(Genus)이 포자를 형성합니다. 바실러스(Bacillus) 속: 고초균(B. subtilis), 탄저균(B. anthracis) 등 클로스트리디움(Clostridium) 속: 파상풍균(C. tetani), 보툴리눔균(C. botulinum), 가스괴저균 등
3. 구조적 특징 (왜 그렇게 강한가?)
내생포자가 극한 환경을 견딜 수 있는 이유는 특수한 구조와 성분 때문입니다. 다중 보호막: 코트(Coat), 외막, 피질(Cortex) 등 여러 겹의 두꺼운 단백질과 당지질 층이 내부를 감싸고 있습니다. 디피콜린산(Dipicolinic acid, DPA): 포자 내부에 다량 존재하며 칼슘 이온(Ca²⁺)과 결합해 복합체를 형성합니다. 이는 DNA를 보호하고 열 저항성을 높이는 핵심 역할을 합니다. 낮은 수분 함량: 수분이 거의 없어 열에 의한 단백질 변성이 잘 일어나지 않습니다. SASP(Small Acid-Soluble Proteins): DNA와 결합하여 자외선이나 화학 물질로부터 유전자를 보호합니다.
4. 생애 주기 (형성과 발아)
- 포자 형성(Sporulation): 영양분이 고갈되거나 환경이 나빠지면 영양세포(Vegetative cell) 내부에 포자가 만들어지기 시작합니다. 세포벽이 두꺼워지고 수분이 빠져나가며 단단한 포자가 완성되면 원래의 세포는 터져서 포자를 방출합니다.
- 발아(Germination): 환경이 다시 좋아지면(수분, 영양분 공급) 포자는 보호막을 깨고 다시 활동적인 영양세포 상태로 되돌아갑니다.
5. 의학 및 식품 산업에서의 중요성
- 멸균(Sterilization): 내생포자는 일반적인 소독으로는 죽지 않기 때문에, 의료 기구나 실험 기구를 소독할 때는 고압 증기 멸균기(Autoclave, 121°C, 15파운드 압력에서 15~20분)를 사용하여 포자까지 완전히 사멸시켜야 합니다.
- 식중독 방지: 보툴리눔균의 포자는 통조림 내부처럼 산소가 없는 곳에서도 살아남아 독소를 생성할 수 있으므로, 식품 가공 시 포자 사멸을 위한 열처리가 매우 중요합니다.
요약하자면, 내생포자는 박테리아가 죽지 않고 버티기 위해 만드는 '최강의 방패'라고 할 수 있습니다.