용균성 바이러스와 용원성 바이러스의 생활사는 어떤 차이가 있나요?
바이러스는 크게 용균성과 용원성으로 나뉜다고 알고 있는데 숙주세포 내에서 어떤 방식으로 유전체를 복제하며 생활사에는 어떤 차이가 있는 것인지 궁금합니다.
안녕하세요.
네, 질문해주신 용균성 바이러스와 용원성 바이러스는 모두 세포에 침입해 자신의 유전물질을 복제하지만, 숙주세포와의 관계 방식과 생활사 경로에서 뚜렷한 차이를 보이는데요, 우선 용균성 바이러스의 경우에는 숙주세포에 감염한 뒤, 곧바로 바이러스 유전체를 복제하고 단백질을 합성하여 새로운 바이러스 입자를 조립하며 충분한 개수가 만들어지면 숙주세포를 파괴(lysis)하여 한 번에 방출합니다. 이때 바이러스 유전체가 숙주의 전사·번역 기구를 강제로 사용하며 숙주 DNA 분해 → 숙주의 대사와 기구를 바이러스 복제에 전용 공간입니다. 따라서 결과적으로 감염된 세포는 짧은 시간 내에 죽으며, 감염이 빠르게 퍼지게 됩니다. (예: T4 박테리오파지) 용원성 바이러스의 경우에는 감염 후 숙주세포를 바로 죽이지 않고, 자신의 유전자를 숙주 DNA에 통합 → 프로파지(prophage) 상태로 잠복하는데요, 숙주세포가 분열할 때 바이러스 유전자도 함께 복제됩니다. 이 바이러스 유전자는 재조합 효소를 통해 숙주 염색체에 삽입되며, 이 상태에서는 바이러스 유전자가 발현되지 않거나 일부만 발현됩니다. 스트레스(자외선, 화학물질, 영양 결핍 등)로 인해 유전자가 활성화되면 용균성 경로로 전환 → 대량 복제 → 세포 파괴의 과정이 진행됩니다. 감사합니다.
1명 평가용균성 바이러스와 용원성 바이러스의 가장 큰 차이점은 숙주 세포를 즉시 파괴하는지 여부입니다.
용균성 바이러스는 숙주 세포를 바이러스 생산 공장으로 만들어 빠르게 증식하고 결국 숙주 세포를 파괴하는 반면, 용원성 바이러스는 자신의 유전자를 숙주 세포의 DNA에 통합하여 세포를 파괴하지 않고 잠복 상태로 존재하다가 특정 조건에서 용균성 생활사로 전환합니다.
용균성 바이러스는 숙주 세포에 감염되면 바이러스의 유전 물질을 주입합니다.
이 유전 물질은 숙주 세포의 대사 기능을 장악하여 바이러스 구성 성분(DNA 및 단백질)을 대량으로 복제하고 생산하도록 지시하는 것이죠. 충분한 수의 새로운 바이러스 입자가 만들어지면, 바이러스는 효소를 분비하여 숙주 세포벽을 파괴하고 세포 밖으로 방출되는데, 이 과정에서 숙주 세포는 파괴되고, 방출된 바이러스들은 새로운 숙주 세포를 감염시키게 됩니다. 이러한 생활사를 거치는 바이러스를 독성 파지라고 부르기도 합니다.
용원성 바이러스는 숙주 세포에 감염된 후, 자신의 유전자를 숙주 세포의 DNA에 삽입합니다.
삽입된 바이러스 유전자를 프로파지라고 하는데, 프로파지는 숙주 세포의 염색체 일부가 되어 숙주 세포가 분열할 때마다 함께 복제됩니다. 이 과정에서 숙주 세포는 파괴되지 않고, 바이러스는 잠복 상태로 여러 세대에 걸쳐 존재할 수 있죠.
하지만 자외선이나 화학 물질 등의 특정 스트레스 요인이 발생하면, 프로파지는 숙주 세포의 DNA에서 분리되어 용균성 생활사로 전환됩니다. 이후 용균성 생활사와 동일하게 숙주 세포를 파괴하고 새로운 바이러스를 방출하게 됩니다. 이러한 두 가지 생활사를 거치는 바이러스를 온건성 파지라고 합니다.
용균성 바이러스는 숙주 세포 내에서 유전체를 복제하고 증식하여 숙주 세포를 파괴하는 생활사를 따릅니다. 반면 용원성 바이러스는 유전체를 숙주 세포의 DNA에 삽입하여 함께 복제되다가 특정 조건에서 용균성 생활사로 전환되기도 합니다.