도대체 바이러스(virus)라는 놈의 정체는 무엇일까요?

도대체 바이러스(virus)라는 놈의 정체는 무엇일까요?

 

바이러스라는 단어는 '독'을 뜻하는 라틴어 '비루스(virus)'에서 유래한다. 크기는 세균 여과기를 통과할 수 있을 정도로 작으며 주로 10~1000nm 사이이다.

스스로 물질대사를 할 수 없기 때문에, 자신의 DNA나 RNA를 숙주 세포 안에 침투시킨 뒤 침투당한 세포의 소기관들을 이용하여 자신의 유전 물질을 복제하고, 자기 자신과 같은 바이러스들을 생산한다.

 

바이러스는 세균보다 크기가 훨씬 작아 보통의 광학 현미경으로는 볼 수 없다.

바이러스는 완전한 세포 구조를 이루지 않고, 핵산과 그것을 둘러싼 단백질 껍질의 형태로 존재한다.

따라서 바이러스는 세균과 달리 스스로 물질대사를 할 수 없어 반드시 숙주 세포 안으로 침입하여 기생할 수밖에 없다.

그러나 바이러스가 모든 종류의 세포를 숙주로 침입하지는 않으며, 바이러스에 따라 숙주 세포의 종류가 서로 다르다.
바이러스의 종류는 숙주 세포에 따라 동물 바이러스, 식물 바이러스, 세균 바이러스로 구분한다. 또, 바이러스는 DNA나 RNA 중 한 종류의 핵산을 가지고 있어, 이를 기준으로 DNA 바이러스와 RNA 바이러스로 구분하기도 한다.
바이러스에 의한 질병으로는 독감, 중증 급성 호흡기 증후군(SARS), 홍역, 후천성 면역 결핍 증후군(AIDS), 간염 등이 있다.

 

코로나 바이러스(×300,000)

사스는 코로나 바이러스에 의해 발병한다.

ⓒ 위키백과 | Public Domain

 

HIV

에이즈는 HIV에 의해 발병한다.

ⓒ 위키백과 | Public Domain

 

바이러스가 숙주 세포에 감염되어 증식하는 과정은 종류에 상관없이 대부분의 바이러스에서 유사하게 나타난다.

바이러스의 단백질이 숙주 세포 표면에 있는 특정한 수용체에 결합한 후, 숙주 세포 안으로 이동하여 자신의 핵산과 껍질을 구성하는 단백질을 대량으로 합성한다.

이렇게 만들어진 핵산과 단백질 껍질이 서로 결합하여 새로운 바이러스가 증식하게 된다. 새로 만들어진 바이러스는 숙주 세포 밖으로 방출되고, 근처의 다른 숙주 세포에 감염되어 더 많은 바이러스가 생산된다.

 

 Ⅲ-67 독감 바이러스(RNA 바이러스)의 증식 과정

ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND

 

숙주가 바이러스에 감염되면 기능에 이상이 생기거나 심지어는 죽을 수도 있다.

바이러스 감염에 의해 나타나는 숙주 세포의 이러한 변화는 결과적으로 감염된 사람에게서 질병으로 나타난다.

 

에이즈의 경우는 HIV가 사람의 면역 세포에 감염되어 면역 세포의 기능을 방해하거나 죽이기 때문에 면역 결핍증으로 나타나는 것이고, 독감의 경우는 독감 바이러스가 호흡기 세포에 감염되어 호흡기의 기능이 약해지면서 나타난다.

바이러스에 의한 전염은 감염된 사람의 호흡 분비물, 소화 분비물, 혈액 및 상처 등을 통하여 바이러스가 숙주의 몸 밖으로 배출되기 때문에 일어난다.

감염된 사람이 접한 음식물에 접촉하거나, 감염된 물건을 만진 후 그 손이 입에 닿았을 때, 감염된 사람과 직접적인 접촉이 있을 때 감염된 사람으로부터 배출된 바이러스가 직접 다른 사람에게 들어가 전염되어 새로 증식할 수 있다.

사람의 피부 표피 세포는 바이러스에 감염되는 것을 막을 수 있지만, 피부에 상처가 나거나 주사기를 잘못 사용하면 감염될 수 있다.

따라서 손을 깨끗이 씻고, 음식을 끓여 먹는 것으로도 바이러스의 전염을 막을 수 있다. 바이러스는 주로 사람 사이에서 전염되지만 일부의 경우 사람과 동물 사이에서 전염되는 경우도 있다.

광견병이나 HIV, 사스 바이러스 등은 동물에서 사람으로 전염된 예이다.

 

 

Ⅲ-68 바이러스의 전염 경로

ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND

바이러스는 반드시 살아 있는 세포 내에서 기생할 때에만 증식할 수 있는 특징을 가진다. 따라서 바이러스를 직접 죽일 수 있는 약은 거의 없다. 바이러스가 숙주 세포 안에 들어가 살고 있기 때문에 약을 만들어 바이러스를 죽이려면 세포 안으로 들어가 처리해야 하는데, 이 과정에서 숙주 세포도 함께 피해를 입기 때문이다. 이것이 바로 많은 바이러스성 질병에 대하여 효과적인 항바이러스제의 개발이 미흡한 원인이기도 하다.

 

▶ 바이러스와 세균의 비교

 

바이러스

* 세균의 50~100분의 1 크기

* 핵산(DNA 혹은 RNA)과 단백질로 이루어져 있다.

* 숙주 없이는 증식할 수 없다.

* 변이 속도가 빨라 항바이러스제 개발이 어렵다.

 

세균

* 0.5 μm~0.5mm로 바이러스보다 크다.

* 핵산(DNA), 인지질, 단단한 세포벽으로 이루어져 있다.

* 숙주 없이도 증식할 수 있다.

* 항생제 개발이 비교적 용이하다.

 

바이러스와 세균의 공통점

* 병원체이다.

* 유전 물질을 가지고 있다.

 

Ⅲ-69 바이러스와 세균의 비교

ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND

 

 

바이러스의 특징과 종류

1. 특징

* 세균보다 작아 광학 현미경으로 관찰할 수 없다.
* 세포 구조가 없으며 핵산과 단백질로 구성된다.

2. 종류

* 숙주의 종류에 따라：동물 바이러스(인플루엔자 바이러스, 홍역 바이러스), 식물 바이러스(담배 모자이크 바이러스, 토마토 바이러스), 세균 바이러스(박테리오파지)
* 핵산의 종류에 따라：RNA 바이러스(TMV, 인플루엔자 바이러스), DNA 바이러스(박테리오파지)

 

박테리오파지의 구조

ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND

 

 

항바이러스제 개발이 어려운 이유

 

* 바이러스는 살아 있는 세포 내에서만 증식할 수 있기 때문에 바이러스를 파괴하려면 숙주 세포에도 피해를 입힐 수 있다.
* 바이러스는 변이를 잘 일으킨다.

* 바이러스 : ‘독’을 뜻하는 라틴어의 ‘비루스’에서 유래했다.
* 숙주 : 생물이 기생하는 대상으로 삼는 생물
* 사람 면역 결핍 바이러스(Human immunodeficiency virus, HIV) : HIV는 레트로바이러스인데 숙주 세포에 침입하여 자신의 RNA를 DNA로 역전사한 후 숙주 세포의 DNA에 끼여 들어가 증식한다. 특히 역전사 과정을 일으키는 역전사 효소(reverse transcriptase)는 일반적인 DNA 복제 효소와는 달리 오류 정정 기능이 없기 때문에 많은 돌연변이를 일으키게 되어 HIV는 매우 쉽게 변이된다. 인간의 면역 체계를 파괴하는 바이러스로 면역 체계를 무너뜨려 생명을 위협하는 후천성 면역 결핍 증후군(AIDS)을 일으키는 병원체이다.
* 항바이러스제 : 인체 내에 침입한 바이러스의 작용을 억제하거나 소멸시키는 약으로, 바이러스 증식 과정에서 숙주와 다른 부분을 찾아 그 과정을 억제한다.
* 인터넷 검색 - 여러 가지 바이러스에 대하여 알아보자. → http://www.scienceall.com

 

■☞출처: 고등교과서 생명과학1 | 저자천재교육 편집부

 

★바이러스(virus)

<요약> 생명체의 특성과 비생명체의 특성을 다 가지고 있는 세균보다 작은 크기의 병원체.

 

<바이러스의 개념도>

 

 

바이러스의 일반적 구성

바이러스는 세균을 걸러 내는 여과기를 그대로 통과할 정도로 작다. 일반적인 세균은 크기가 약 400nm^각주1) 인 것에 비해 바이러스는 지름이 20~250nm 정도로 매우 작다. 바이러스는 단일 또는 2중 나선의 유전 물질[핵산(RNA 또는 DNA)]을 단백질 껍질 캡시드(capsid)로 둘러싼 형태로 구성되어 있다. 어떤 바이러스는 단백질 이외에 지방이 섞인 막으로 싸여 있기도 하다.

바이러스는 생명체 안에 들어가야만 생명체로서 기능할 수 있으며, 생명체 밖에서는 단순히 단백질과 핵산 덩어리인 비생명체에 불과하다. 이처럼 바이러스가 기생하여 사는 생명체를 ‘숙주(宿主)’라고 하며, 바이러스의 유전 물질인 핵산을 보호하는 단백질 껍질은 바이러스가 적당한 숙주 세포로 들어갈 수 있게 돕는 분자들을 가지고 있다.

바이러스는 막대 모양이나 구형인 것도 있고, 다면체로 된 ‘머리’와 원통형의 ‘꼬리’로 구성된 복잡한 구조를 갖는 것도 있다.

바이러스는 핵산의 양 · 크기, 캡시드의 모양, 지방 단백질성 외피의 유무 등으로 종류를 나누는데, 1차적으로 가지고 있는 핵산의 종류에 따라 RNA 바이러스와 DNA 바이러스로 분류하고, 숙주의 종류에 따라 세균 바이러스(박테리오파지), 동물 바이러스, 식물 바이러스로 분류한다.

 

<담배 모자이크 바이러스 구조>

 

 

<AIDS 바이러스 구조>

 

<박테리오파지 구조>

 

 

<바이러스의 증식 과정(박테리오파지)> 

 

바이러스는 살아 있는 세포의 외부에서는 비생명체로 존재하나 적당한 숙주 세포 안으로 들어가면 새로운 바이러스를 생산하기 위해 숙주 세포의 물질대사 활동을 파괴할 수도 있다. 바이러스의 증식은 바이러스의 핵산이 숙주에 들어가면서 시작된다.

바이러스가 숙주 세포 내로 들어가는 방법은 세균 바이러스의 경우 우선 세균의 표면에 달라붙은 다음 세균의 단단한 세포벽을 관통해 바이러스의 게놈^각주2) 을 숙주 세포로 옮긴다.

동물 바이러스는 동물 세포의 내포 작용^각주3) 이라는 과정을 통해 숙주 세포에 침투하고, 식물 바이러스는 바람이나 곤충에 의해 생긴 상처 난 식물의 세포벽으로 일단 들어간 후 숙주 세포에 침투한다. 이와 같은 방법으로 숙주 세포 내로 들어간 후 바이러스는 자기 게놈을 숙주 세포의 핵산과 결합시켜 바이러스 자신을 구성하는 성분인 핵산과 단백질을 새로이 만들게 한다. 그러한 구성 요소들은 다시 조립되어 완전한 바이러스[비리온(virion)]가 되어 숙주 세포 밖으로 나온다.

 

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■☞출처: 개념톡톡 용어사전 생명과학편 | 저자전성호 | cp명푸른길 도서 소개

딱딱하고 어렵게 느껴질 수 있는 생명 과학 과목을 '마인드맵'을 통해 용어의 확실한 정의를 시작으로 주변 개념과의 연계성까지 한눈에 볼 수 있도록 엮어 내었다. 생물학, 물리학, 화학뿐만 아니라 윤리와 도덕을 포함하는 종합 과학의 넓은 개념을 이해할 수 있도록 가장 본질적인 과학 요어들을 체계적으로 정리하였다. 접기

 

 

 

 

 

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