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菌とは〜菌が増える仕組み

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菌とは〜菌が増える仕組み

菌とは〜菌が増える仕組み

一般的に「菌」と呼ばれるものには、「真菌」と「細菌」というものがあります。

「菌」とは、そもそも「きのこ」を表わす言葉で、「菌」は訓読みで「きのこ」と読みます。

しかし現在では、より幅広い意味で用いられています。きのこに加え、カビ、酵母などのことを「真菌」と呼びます。また、これらよりももっと微小な生物を「細菌」と呼びます。さらに1990年代には、「細菌」から切り離された「古細菌」という分類の菌の存在も明らかになってきました。

ここでは、「細菌」と「真菌」にスポットを当ててみましょう。「細菌」は、英語にすると「バクテリア」です。一般的に「大腸菌」「黄色ブドウ球菌」「結核菌」など、「○○菌」と呼ばれるものはほとんど細菌に属します。では細菌とは、どのような生物を指すのでしょうか。細菌はたったひとつの細胞でできた、いわゆる「単細胞生物」です。

大きさは一般的な細菌で幅が約0.5〜5um(マイクロメートル=1000分の1mm)です。これは小麦粉1粒の50分の1〜100分の1の大きさです。これより大きいものや小さいものも存在しますが、細菌は自然界においてもっとも小さい生物です。細菌にはたくさんの種類がありますが、細菌の細胞の外側を覆う「細胞壁」の構造の違いから、「グラム陽性菌」と「グラム陰性菌」の2種類に分類されて、専門家の間ではこの分類がよく用いられます。

真菌は動物と同じ器官を持っている
「真菌」にも数多くの種類が存在し、通常、単細胞の状態で存在する「酵母」、菌糸により成長する「きのこ」があります。真菌は動物などと同様に、細菌には存在しない遺伝情報の保管と伝達を行なう細胞核を持っており、ミトコンドリアや小胞体と言われる器官も有しています。真菌は細菌よりも大きく、酵母では約10倍、カビでは状態によって100倍以上大きいものもあります。きのこに関してはさらに大きいことは言うまでもありません。このように同じ「菌」でも、細菌と真菌では形状や性質などが大きく異なります。

菌が増えるしくみ

菌が生育する条件
菌が増殖するためには栄養素が必要です。必要な栄養素としては、「水」「無機化合物(ナトリウム、カリウム、鉄やマグネシウムなどの金属イオン)」「炭素源(糖、有機酸)」「窒素源(アミノ酸など)」があります。また菌によっては、増殖するためにその他の有機化合物(たとえば塩など)が必要な場合もあります。

これらの栄養素は、エネルギー源になったり、代謝に必要な酸素として利用されたり、新たな菌体を作り出すために利用されます。菌が生育するためには温度、PHおよび酸素などの環境条件も密接に関わってきます。たとえば大腸菌であれば、ヒトの体温くらいの温度でPHが中性付近がもっとも生育に適しており、酸素があってもなくてとも生育することができます。しかしボツリヌス菌のように、酸素があると生育できない菌もあり、乳酸菌のようにPH3くらいでもっともよく増殖する菌もあります。このように菌が生育する環境条件は種類によって異なります。

細菌・酵母・カビの増え方

菌の増え方は細菌、酵母、カビでそれぞれ異なります。細菌は一般的に体細胞分裂で増えます。1個の細菌が2個に、2個の細胞が4個に、そして8、16、32といったように倍々ゲームで増えていきます。細菌によっては栄養素がなくなると胞子を形成し、栄養条件が改善されると発芽して再び増殖するといったものもあります。酵母は出芽して増殖するのが一般的です。

細胞の一部から芽のようなものが出て生長し、もとの細胞と同じ大きさになった後、分離して2個体になります。カビは形成した胞子が適した環境条件で発芽し、糸状の菌状というものを形成し、分岐しながらどんどん伸張します。そして数日後、胞子を形成し、同様の方式で増えていきます。このほかに、酵母やカビは有性生殖によって増えることもできます。多少性質の異なった二つの細胞が合体して、両者の遺伝子を持った新しい個体を作る、つまりヒトと同様の方式で増えることもできるのです。

ウイルスは生き物か?

ウイルスの構造
新型インフルエンザウイルスによるパンデミックやノロウイルスによる集団食中毒事件などのニュースを見ると、「ウイルスを殺すためには○○の消毒剤が有効です」といった表現をよく耳にします。そう聞くと、ウイルスは生き物のように感じます。では、ウイルスは生き物なのでしょうか。そうではないのでしょうか。実は微妙なところなのです。ウイルスは通常の顕微鏡では観察することができません。その大きさは細菌の10分の1〜100分の1で、直径にすると18〜300nm(ナノメートル=100万分の1mm)という大きさです。

ウイルスは大きく分けて、「核酸」「カプシド」「エンベロープ」と呼ばれる三つの要素で構成されています。「核酸」とは、DNAあるいはRNAで構成されたウイルスの遺伝情報です。通常、生物の遺伝子は2本鎖DNAで二重らせん構造になっていますが、ウイルスは種類によって、1本錯DNA、2本鎖DNA、1本錯RNA、2本鎖RNAといったように多様です。この核酸を覆うようにタンパク質の殻(カプシド)が囲んでいます。

多くのウイルスは正二十面体の構造になっていますが、一部、らせん構造のものもあります。そして、ウイルスによっては、カプシドの回りを脂質性の膜である、「エンベロープ」が取り囲んでいます。

ウイルス自身では子孫を残せない

このように核酸の構造も含め、ウイルスの形状は生物の最小単位と言われる「細胞」とは明らかに異なります。さらに、ウイルスが他の微生物と決定的に違う点があります。それは、自分自身だけの活動では子孫を残すことがでかないのです。これらのことを総合すると、ウイルスは「非生物」、つまり、ウイルスが35項で説明する「ある方法」で子孫を残すことができるため、実は現在においても、ウイルスが生き物か生き物でないかという議論に決着がついていないのです。

寄生して増えるウイルス

ウイルスは特定の細胞しか利用できない
ではウイルスは、いったいどのようにして子孫を残すのでしょうか。実は、他の動物や植物などの細胞を利用して、子孫を残すのです。一種の「寄生」です。では具体的に説明しましょう。まず重要なのは、ウイルスが特定の細胞しか利用できないということです。

どういうことかと言うと、たとえば私たちが家に入るとき、ドアの鍵を開けますが、その鍵では当然、自分の家のドアしか開けることができません。まさにこれと同じことなのです。ウイルスの表面にはタンパク質でできた突起物(スパイクタンパク)があり、これが鍵となります。

一方、細胞側には受容体(レセプター)と呼ばれる鍵穴があります。この鍵と鍵穴が一致すれば、ウイルスは細胞の中に入り込むことができるのです。そしてウイルスが細胞の中に入り込むことを、一般的に「感染」と呼びます。

細胞のエネルギーが使われてしまう

細胞に入ったウイルスはどのように増えるのでしょうか。細胞に入ったウイルスはカプシドの殻を脱ぎ(脱殻)、核酸が裸の状態になります。核酸は子孫を残すためにどんどんコピーが作られていきます。さらにこの核酸情報によりカプシドを形成するタンパク質も大量に合成されます。これらは、それぞれのパーツごとに大量生産され、最終的に組み合わされます。

こうして、新たにできあがった大量のウイルスは細胞から出て行きます。その際に、ウイルスによっては細胞の膜の一部をまとって出てきます。この細胞膜の一部がエンベロープとなるわけです。では、感染された細胞はどうなるのでしょうか。細胞内において新たなウイルスができていく過程で、細胞が本来、自分自身のために蓄えていたエネルギーやアミノ酸を利用されてしまうのです。

さらに、ウイルスがカプシドを形成するタンパク質を作る過程では、細胞の持つタンパク質合成システムをそのまま使われてしまうのです。そのためウイルス感染を受けた細胞は死んでしまったり、がん化してしまうなどの影響を受けてしまいます。

もちろん、このような細菌・バクテリアに対しても脱臭機は効果が高いのでおすすめします。
脱臭機のすすめ

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