Nesters Microbiology Chapter 13: 바이러스 복제와 감염

Nester's Microbiology Chapter 13: 바이러스 복제와 감염

문서 내 토픽

1. 바이러스의 구조와 소독제 저항성

비봉투 바이러스는 봉투 바이러스보다 소독제에 더 강한 저항성을 가진다. 봉투 바이러스는 지질 봉투가 소독제에 의해 손상되면 숙주 세포에 침입할 수 없게 되지만, 비봉투 바이러스는 봉투의 유무와 관계없이 감염을 일으킬 수 있기 때문이다. 캡시드는 단백질로 구성되어 있으며, 꼬리 섬유는 숙주 세포 표면의 수용체에 부착하는 역할을 한다.
2. 박테리오파지의 복제 주기

T4 파지는 용균성 주기만 반복하며 용원성 특성이 없다. 반면 람다 파지는 용원성 주기를 반복하다가 숙주 유전자 손상 등의 위험이 발생하면 용균성 주기로 전환된다. 용원화는 온화 파지가 숙주 유전체에 DNA를 삽입하는 과정이며, 이를 통해 숙주의 유전체가 변화하는 현상을 용원성 전환이라 한다.
3. 형질도입과 CRISPR 면역 시스템

형질도입은 박테리오파지에 의해 세균 DNA가 다른 세균으로 이동되는 현상이다. 일반형질도입은 파지 캡시드가 우발적으로 숙주 DNA를 포장하여 운반하는 방식이고, 특수형질도입은 파지 DNA가 숙주 염색체에 삽입되어 특정 유전자를 전이하는 방식이다. CRISPR 시스템은 세균의 파지 감염 방어 메커니즘으로, Cas 단백질이 파지 DNA를 분해하고 spacer DNA를 삽입하여 재감염을 방지한다.
4. RNA 바이러스와 DNA 바이러스의 복제 특성

(-) 가닥 RNA 바이러스는 mRNA로 작용하지 못하므로 자신의 복제효소를 가지고 세포에 침입해야 한다. (+) 가닥 RNA는 mRNA 역할을 수행하여 단백질로 번역될 수 있다. RNA 바이러스와 레트로바이러스는 DNA 바이러스보다 복제 오류가 많은데, 이는 RNA 복제 효소에 교정 능력이 없기 때문이다. 인플루엔자 바이러스는 RNA 게놈을 가지므로 돌연변이가 자주 발생하여 매년 백신을 변경해야 한다.
5. 프리온과 종양 유발 바이러스

프리온은 단백질성 감염입자로 구루병, 야콥병 등 인간 질병을 유발한다. 비정상 프리온 단백질은 정상 세포 프리온 단백질과 결합하여 범위를 확대한다. 온코겐은 암으로 변이할 수 있는 잠재력을 가진 유전자이며, 프로토온코겐은 정상 세포 성장에 관여하지만 돌연변이로 암을 유발할 수 있는 유전자이다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 바이러스의 구조와 소독제 저항성

바이러스의 구조는 유전물질을 보호하는 캡시드와 일부 바이러스의 지질 이중층인 엔벨로프로 구성되어 있습니다. 소독제 저항성은 바이러스 종류에 따라 크게 달라지는데, 엔벨로프가 있는 바이러스는 알코올이나 계면활성제에 취약하지만, 엔벨로프가 없는 바이러스는 훨씬 더 강한 저항성을 보입니다. 이러한 특성을 이해하는 것은 효과적인 감염 관리 전략을 수립하는 데 매우 중요합니다. 특히 공중보건 관점에서 적절한 소독제 선택과 사용 방법은 감염병 확산 방지에 필수적입니다.
2. 박테리오파지의 복제 주기

박테리오파지는 용해성 주기와 용원성 주기 두 가지 복제 방식을 가지고 있습니다. 용해성 주기에서는 숙주 세포의 자원을 이용하여 빠르게 증식한 후 세포를 파괴하고 방출되며, 용원성 주기에서는 파지 DNA가 숙주 염색체에 통합되어 함께 복제됩니다. 이러한 복제 메커니즘은 박테리아 개체군 동역학과 진화에 중요한 영향을 미치며, 항생제 내성 박테리아 제어 및 합성생물학 응용 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
3. 형질도입과 CRISPR 면역 시스템

형질도입은 박테리오파지가 박테리아 유전자를 한 세포에서 다른 세포로 전달하는 과정으로, 박테리아 진화와 유전적 다양성 증가에 중요한 역할을 합니다. CRISPR 면역 시스템은 박테리아가 파지 공격으로부터 자신을 보호하기 위해 진화시킨 적응 면역 메커니즘입니다. 이 시스템은 과거 감염 정보를 저장했다가 재감염 시 파지 DNA를 인식하고 절단합니다. CRISPR 기술의 발전은 유전자 편집 분야에 혁명을 가져왔으며, 의학, 농업, 산업 생명공학 등 다양한 분야에서 획기적인 응용이 가능해졌습니다.
4. RNA 바이러스와 DNA 바이러스의 복제 특성

RNA 바이러스와 DNA 바이러스는 유전물질의 종류에 따라 근본적으로 다른 복제 전략을 사용합니다. DNA 바이러스는 일반적으로 숙주의 DNA 복제 기구를 활용하여 상대적으로 안정적인 복제를 수행하지만, RNA 바이러스는 자체 RNA 의존성 RNA 중합효소를 가지고 있어 더 높은 돌연변이율을 보입니다. 이러한 차이는 RNA 바이러스의 빠른 진화와 항바이러스 약물 내성 발생을 설명합니다. 따라서 각 바이러스 유형에 맞는 차별화된 치료 전략 개발이 필수적입니다.
5. 프리온과 종양 유발 바이러스

프리온은 감염성 단백질로서 정상 프리온 단백질을 비정상 구조로 변환시켜 신경퇴행성 질환을 유발합니다. 종양 유발 바이러스는 숙주 세포의 유전자를 변형하거나 종양 억제 유전자를 비활성화하여 암을 유발합니다. 두 병원체 모두 매우 심각한 질병을 야기하지만, 프리온은 현재 효과적인 치료법이 없다는 점에서 특히 위험합니다. 이들 병원체에 대한 이해를 높이고 예방 및 치료 방법 개발에 더 많은 연구 투자가 필요합니다.