바이러스
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 로타바이러스 | ||
| 생물 분류ℹ️ | ||
| 군: | I–VII | |
| 군 | ||
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바이러스(virus, 독일어: Virus 비루스[*], 문화어: 비루스)는 세균보다 크기가 작은 전염성 병원체이다. 유전물질인 RNA와 그 유전물질을 둘러싸고 있는 단백질로 구성되며, 극소수 바이러스는 DNA를 가지고도 있다. 바이러스라는 단어는 ‘독’을 뜻하는 라틴어 낱말 ‘비루스(virus)’에서 유래한다. 크기는 세균 여과기를 통과할 수 있을정도로 작으며 주로 10 ~ 1000 nm 사이이다. 스스로 물질대사를 할 수 없기 때문에, 자신의 DNA나 RNA를 숙주 세포 안에 침투시킨 뒤 침투당한 세포의 소기관들을 이용하여 자신의 유전물질을 복제하고, 자기 자신과 같은 바이러스들을 생산한다. 이 과정에서 숙주 세포가 손상되거나 파괴되어 숙주에 질병을 일으키기도 한다. 그러나 어떤 숙주는 바이러스에 감염되어도 질병을 일으키지 않으며 바이러스의 매개체 역할만 하는 경우도 있다.
역사
루이 파스퇴르는 광견병의 병원체를 찾을 수 없어서 현미경을 이용하여 매우 작은 병원균을 발견해내는 것에 대하여 궁리하였다.[1] 1884년에 프랑스의 미생물학자 찰스 챔버랜드는 박테리아보다 더 작은 구멍을 지닌 필터를 발명하였다. 이에 따라 그는 필터를 통해 박테리아를 포함한 용액을 통과시켜 이 용액으로부터 이들을 걸러낼 수 있었다.[2] 1892년에 러시아의 생물학자 드미트리 이바놉스키(Ivanovskii, D. I.)는 이 필터를 이용하여 현재의 담배모자이크바이러스를 연구하였다. 그의 연구는 감염된 담배잎으로부터 으깬 잎 추출물이 필터 과정을 거쳤더라도 감염성이 유지되는 것을 입증하였다. 이바놉스키는 이 감염이 박테리아가 만들어낸 독성으로 인한 것으로 생각하였으나 이 생각에서 더 앞으로 나아가진 않았다.[3] 당시, 모든 감염체들은 필터를 통해 존속되어 영양배지에서 증식시킬 수 있다고 여겨졌고, 이는 질병의 배종설(매균설)의 일부가 되었다.[4] 1898년에 네덜란드의 미생물학자 마루티누스 베이제린크는 이 실험을 되풀이하였고 필터 처리된 용액에 새로운 형태의 감염체가 포함되어 있다는 것이 입증되었다.[5] 그는 이 감염체가, 분리된 세포에서만 증식되는 것을 발견하였으나 그의 실험을 통해 그것이 입자로 이루어졌다는 것을 입증하지는 못했다. 그는 이를 contagium vivum fluidum로 불렀으며 이 낱말을 바이러스(virus)라 하였다.[3] 베이젠리크는 바이러스가 자연 상에서는 액체 상태로 되어 있다고 주장하였으나, 이 이론은 나중에 웬들 스탠리가 바이러스가 미립자성을 띄는 것을 입증함으로써 사실이 아님이 입증되었다.[3] 같은 해에 프리드리히 뢰플러와 프로시는 최초의 동물성 바이러스(구제역을 일으키는 아프타바이러스)를 비슷한 필터를 통해 걸러내는 데 성공했다.[6]
분류
이 부분의 본문은 바이러스 분류입니다.바이러스는 숙주의 종류에 따라서 식물 바이러스·동물 바이러스 및 세균 바이러스(파지)로 나누기도 한다. 그러나, 생물 증식의 근원이 핵산에 있으므로 핵산의 종류에 따라 분류하게 되었다. 즉, 2종류의 핵산 중에서 어느 것을 가졌는가에 따라 DNA바이러스 아문과 RNA바이러스 아문으로 나뉘며, 이들은 다시 강·목·과로 세분화된다. 바이러스는 증식에 필요한 효소를 가지고 있지 않으므로, 다른 생물에 기생하면서 숙주가 가진 것을 이용하여 증식한다. 천연두나 수두를 일으키는 바이러스나 대장균에 기생하는 T파지는 DNA바이러스이다. 이에 대해, 유행성 이하선염(항아리손님)·홍역·광견병·소아마비·일본뇌염 등을 일으키는 바이러스는 RNA바이러스이다.
노벨상 수상자인 데이비드 볼티모어는 바이러스를 다음과 같이 분류했다.[7]
- I: dsDNA 바이러스(겹가닥 DNA 바이러스) - 아데노바이러스, 헤르페스바이러스, 마마바이러스 등
- II: ssDNA 바이러스(외가닥 DNA 바이러스) - 파르보바이러스 등
- III: dsRNA 바이러스(겹가닥 RNA 바이러스) - 레오바이러스 등
- IV: (+)ssRNA 바이러스(양성-극성 외가닥 RNA 바이러스) - 피코르나바이러스, 토가바이러스 등
- V: (−)ssRNA 바이러스(음성-극성 외가닥 RNA 바이러스) - 오르토믹소바이러스, 라브도바이러스 등
- VI: ssRNA-RT 바이러스(외가닥 RNA-RT 바이러스) - 레트로바이러스 등
- VII: dsDNA-RT 바이러스(겹가닥 DNA-RT 바이러스) - 헤파드나바이러스 등
구조
왼편의 그림에서 볼 수 있듯이 바이러스는 RNA나 DNA의 유전물질과 그것을 둘러싸고 있는 단백질 껍질(capsid, 캡시드)로 구성되는 매우 간단한 구조를 가진다. 단백질 껍질(캡시드)는 구슬 모양의 단백질(capsomere, 캡소머)이 모여 이루어진 것이다. 어떤 바이러스는 단백질 껍질 이외에 지질로 이루어진 막을 가지기도 한다. 위의 그림에서 하단의 바이러스가 지질로 이루어진 층을 가지는 Enveloped Virus(외피로 둘러싸인 바이러스)이다. 이 지질층은 숙주세포의 세포막에서 유래한 것이다.
특징
바이러스는 일반적인 영양 배지에서는 배양할 수 없지만 살아 있는 세포에서는 선택적으로 기증 ·증식한다. 이러한 특징을 가진 바이러스를 증식시키기 위해서, 미생물학자들은 1900년대 초, 페트리 접시에서 자라는 세포층에서 바이러스를 배양하는 방법(세포배양)을 개발하였다. 발견 초기에는 생물학자들 사이에서 바이러스가 생물인지 무생물인지에 대한 논쟁이 있었다. 이는 바이러스가 통상적인 세포 구조를 가지고 있지 않기 때문에 고전적인 생물학 차원에서 무생물(비생물)로 분류하기도 했지만, 세포구조 없이 존재하는 생물을 뜻하는 단어인 비세포성 생물로 분류되고 있다.
- 생물적 특성
- 무생물적 특성
복제 경로
바이러스의 복제 경로 또는 생활환은 크게 두가지가 있다.
- 용균성(lytic): 숙주 세포를 감염시킨 후 숙주 세포를 파괴하며 복제된 바이러스가 외부로 방출
- 용원성(lysogenic): 잠재성 바이러스. 숙주 세포를 감염시킨 후 숙주 세포 염색체의 일부로 끼여들어간다. 세포 분열시 바이러스의 유전물질도 같이 복제가 되며, 암을 유발시키기도 한다. 조건에 따라 용균성 상태가 되기도 한다.
바이러스가 원인인 주요 질병
- 독감: 인플루엔자 바이러스가 원인
- 감기: 리노 바이러스 또는 아데노 바이러스가 원인
- 에이즈: 인간 면역 결핍 바이러스(HIV)가 원인
- 담배 모자이크 병: 담배 모자이크 바이러스(TMV)가 원인
- 천연두
- 소아마비
- 구제역
- 에볼라 출혈열: 에볼라 바이러스가 원인
- 상추 모자이크 병: 상추 모자이크 바이러스가 원인
바이러스의 이로운 사용
박테리오파지(bacteriophage):숙주 세균을 파괴하는 바이러스. 항생제의 급격한 사용으로 슈퍼박테리아가 탄생했다. 하지만 박테리오파지를 이용하면(파지 요법) 손쉽게 처리할 수 있다. 파지 요법이 연구가 중단되었지만,(항생제 때문에) 요즘 다시 파지 요법에 관심을 보이고 있다.
각주
- ↑ Bordenave G (2003). “Louis Pasteur (1822–1895)”. 《Microbes and Infection / Institut Pasteur》 5 (6): 553–60. doi:10.1016/S1286-4579(03)00075-3. PMID 12758285.
- ↑ Shors pp. 76–77
- ↑ 가 나 다 Collier p. 3
- ↑ Dimmock p. 4
- ↑ Dimmock p.4–5
- ↑ Fenner F. (2009). Mahy B. W. J. and Van Regenmortal M. H. V., 편집. 《Desk Encyclopedia of General Virology》 1판. Oxford, UK: Academic Press. 15쪽. ISBN 0-12-375146-2.
- ↑ Baltimore D. “The strategy of RNA viruses”. 《Harvey Lect.》. 70 Series: 57–74. PMID 4377923.
참고 자료
- Ricki Lewis 외,《LIFE》,6th Ed.,Mc Graw Hill(2009)
같이 보기
바깥 고리
- ViralZone A Swiss Institute of Bioinformatics resource for all viral families, providing general molecular and epidemiological information
- "A Gazillion Tiny Avatars", article on viruses by Olivia Judson, NY Times, Dec 15, 2009
- Viruses – an Open Access journal