본문내용
1. 바이러스의 분류와 증식
1.1. 바이러스의 일반적 특징
바이러스는 세포 구조를 가지고 있지 않으며, 살아있는 숙주 세포 내에서만 증식할 수 있는 절대적인 세포내 기생생물이다. 바이러스는 DNA 또는 RNA 중 한 가지 핵산만 가지고 있으며, 종에 따라 단일가닥 또는 이중가닥으로 존재한다. 바이러스는 세포에 비해 크기가 매우 작아 광학현미경으로는 관찰할 수 없고 전자현미경으로만 관찰이 가능하다.
바이러스는 감염 숙주에 따라 동물 바이러스, 식물 바이러스, 세균 바이러스 등으로 분류된다. 또한 핵산 형태, 크기, 캡시드의 대칭성, 면역학적 특성, 전파 양식, 임상 증상 등 다양한 기준에 따라 분류된다. 바이러스의 증식은 숙주 세포 내에서만 가능하며, 바이러스 핵산의 복제와 단백질 합성, 바이러스 입자의 조립 및 방출 등의 단계를 거친다.바이러스는 자신의 유전체인 핵산(DNA 또는 RNA)과 이를 둘러싼 단백질 구조인 캡시드로 구성되어 있다. 일부 바이러스에는 지질로 구성된 외막이 추가로 존재한다. 바이러스는 세포 구조를 갖지 않기 때문에 세포 분열이나 대사 과정을 수행하지 못하며, 대신 숙주 세포의 기능을 이용하여 자신을 증식시킨다. 바이러스는 다양한 기준에 따라 분류되는데, 감염 대상 숙주, 유전체 핵산의 종류 및 구조, 캡시드의 대칭성, 전파 경로 등에 따라 구분된다.
바이러스의 증식 과정은 다음과 같다. 첫째, 바이러스 입자가 숙주 세포의 특이 수용체에 결합하여 세포 내로 침투한다. 둘째, 바이러스 핵산이 세포 내로 유입되어 복제된다. 셋째, 바이러스 단백질이 합성되고 신생 바이러스 입자가 조립된다. 넷째, 완성된 바이러스 입자가 세포막을 통해 방출된다. 이러한 일련의 과정을 통해 바이러스는 숙주 세포 내에서 증식할 수 있다.
바이러스 감염병의 진단을 위해서는 원인 바이러스의 분리 및 배양, 혈청학적 검사, 조직병리학적 검사, 바이러스 항원 검출, 전자현미경 관찰 등 다양한 방법이 사용된다. 또한 검체 채취 시기와 검체 보존 및 수송 과정이 중요하다.
1.2. 바이러스의 구조
바이러스의 구조는 매우 간단하면서도 복잡한 특징을 가지고 있다. 바이러스는 핵산(DNA 또는 RNA)과 그것을 감싸고 있는 단백질로 구성되어 있는데, 이를 "뉴클레오캡시드"라고 한다.""
뉴클레오캡시드의 형태는 구상(正 20面體)이거나 막대기 모양(다면체형)을 가지고 있다. 이러한 구조는 바이러스가 숙주세포에 잘 감염될 수 있도록 도와준다.""
바이러스에는 외피(envelope)가 있는 경우와 없는 경우가 있다. 외피는 지질과 단백질로 이루어져 있으며, 바이러스가 숙주세포에 부착하고 침투하는데 중요한 역할을 한다.""
외피를 가지고 있는 바이러스로는 헤르페스 바이러스, 인플루엔자 바이러스, HIV 등이 있으며, 외피가 없는 바이러스로는 아데노바이러스, 폴리오바이러스 등이 있다.""
뉴클레오캡시드와 외피 사이의 공간을 "테그먼트"라고 하며, 이 공간에는 바이러스 복제에 필요한 효소와 단백질이 존재한다.""
바이러스는 크기가 매우 작아 광학현미경으로는 관찰할 수 없고 전자현미경을 통해서만 관찰이 가능하다. 일반적으로 바이러스의 크기는 20~300nm 정도이다.""
1.3. 바이러스의 증식 과정
1.3.1. 흡착 및 침투
바이러스는 숙주세포의 세포막에 존재하는 특이수용체와 바이러스 입자의 표면 구조물인 glycoprotein이 결합하면서 흡착 및 침투 과정이 시작된다. 이 과정은 바이러스 증식의 필수적인 첫 단계이다.
바이러스가 세포막에 흡착되면 세포질 내로 침투하게 된다. 외피 보유 바이러스의 경우 바이러스 외피와 숙주세포의 세포막이 융합하여 바이러스 입자의 내부 구조물이 세포질 내로 들어가게 된다. 외피 비보유 바이러스의 경우에는 세포막을 통과할 수 있는 채널이나 수송체를 이용하여 세포질 내로 유입된다.
일단 바이러스 입자가 세포질 내로 들어오면 핵심 구조물인 핵산이 세포 핵 내로 이동하게 된다. 핵산이 세포 핵에 도달하면 바이러스 유전정보를 이용하여 복제와 단백질 합성이 시작된다. 이후 새로운 바이러스 입자가 조립되고 숙주세포 밖으로 방출되면서 다른 세포로 전파될 수 있게 된다.
이처럼 바이러스의 흡착과 침투 과정은 숙주세포와의 상호작용을 통해 이루어지며, 이는 바이러스 증식의 필수적인 첫 단계를 구성한다. 이후 바이러스 핵산의 복제, 단백질 합성, 새로운 바이러스 입자의 조립 및 방출 과정으로 이어지면서 바이러스가 증식하게 되는 것이다.
1.3.2. 바이러스 핵산의 복제와 단백질 합성
바이러스의 복제 과정은 숙주세포의 유전물질 및 단백질 합성 기구를 이용하여 이루어진다. 바이러스는 자신의 유전정보를 세포 내로 전달하여 숙주세포로 하여금 바이러스 구성 물질을 합성하게 한다. 이러한 과정을 통해 바이러스는 자신을 증식시킬 수 있다.
바이러스 핵산의 복제 과정은 다음과 같다. 먼저 바이러스 핵산이 숙주세포 내로 들어가면 바이러스 유전자가 활성화되어 바이러스 구조 단백질과 복제 효소 등을 합성하기 시작한다. 이후 바이러스 복제 효소에 의해 바이러스 핵산이 복제되고, 새로 합성된 핵산이 바이러스 구조 단백질과 결합하여 완전한 바이러스 입자를 형성하게 된다.
한편 바이러스 단백질의 합성은 숙주세포의 단백질 합성 기구를 이용하여 이루어진다. 바이러스 핵산이 숙주세포 내로 유입되면 숙주세포의 리보솜에서 바이러스 유전자의 정보에 따라 바이러스 구조 단백질 및 복제 효소 등이 합성되는 것이다. 이렇게 합성된 단백질들이 모여 최종적으로 완전한 바이러스 입자를 구성하게 된다.
이처럼 바이러스는 숙주세포의 생명활동을 이용하여 자신의 핵산을 복제하고 단백질을 합성함으로써 증식할 수 있다. 이는 바이러스의 기생성과 숙주 의존성을 보여주는 대표적인 예라고 할 수 있다.
1.3.3. 바이러스 입자의 조립 및 방출
바이러스 입자의 조립 및 방출은 성공적인 바이러스 증식의 마지막 단계이다. 이 과정은 단계적 순서에 따라 이루어지며, 조립계열증식이라고 한다.
먼저 바이러스 증식 과정의 1단계로, 캡시드 단백질로부터 캡시드의 원형이 조립된다. 2단계에서는 이 캡시드 속으로 바이러스 핵산이 이입되고, 입자가 소정의 형태를 갖추게 된다. 이후 성숙과정을 거쳐 완전한 바이러스가 된다.
성공적인 바이러스 성숙을 마치면 마지막으로 바이러스가 세포로부터 방출된다. 이는 주로 엑소사이토시스 또는 세포의 용해를 통해 이루어진다. 세포막으로부터 바이러스 입자가 밀려나오거나, 세포막이 파괴되면서 바이러스가 세포 외부로 방출되는 것이다.
이처럼 단계적으로 진행되는 바이러스 입자의 조립 및 방출 과정은 숙주세포의 자원과 기능을 이용하여 이루어진다. 바이러스는 자신의 증식에 필요한 모든 과정을 숙주세포의 기능을 동원하여 수행하는 것이다.인체 내 바이러스 증식 과정에서 입자 조립과 방출 단계는 매우 중요하다. 이 단계를 통해 바이러스는 숙주세포 내에서 증식한 결과물을 외부로 방출하여 다른 세포와 개체로 전파될 수 있기 때문이다.
...
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13