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바이러스가 증식을 하는 방법좀 알려주세요
제가 알기론 바이러스는 세포가 없어서 세포 분열을 하지 않고 물질대사도 하지 못하기 때문에 꼭 숙주 안에서 증식을 하는걸로 알고 있는데 어떻게 증식을 하나요??
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안녕하세요.
말씀해주신 것처럼 바이러스는 세포로 이루어져 있지도 않고 리보솜과 같이 단백질을 합성할 수 있는 물질대사 시스템이 없기 때문에 스스로 분열하여 증식할 수 없습니다. 그래서 반드시 살아 있는 숙주세포 내부에서만 증식이 가능합니다. 간단히 설명하자면 바이러스는 숙주 세포에 침투하여 숙주세포의 효소와 에너지, 단백질 합성 시스템을 이용하여 자신의 유전물질과 단백질을 대량으로 만들어 새로운 바이러스 입자를 조립하는 방식으로 증식합니다.
첫번째는 흡착 단계인데요, 바이러스 표면에는 특정 스파이크 단백질이 있는데, 이것이 숙주 세포의 표면 수용체와 결합합니다. 이 과정은 열쇠와 자물쇠처럼 매우 선택적이기 때문에 바이러스는 특정 생물이나 특정 세포만 감염할 수 있는데요 예를 들어 COVID-19을 유행시켰던SARS-CoV-2는 인간 세포 표면의 ACE2 수용체에 결합하여 감염을 시작합니다. 다음 단계는 침투인데요, 바이러스는 숙주 세포막과 융합하거나 세포가 바이러스를 삼키는 방식으로을 세포 안으로 들어갑니다. 다음은 탈피복 단계로, 세포 안으로 들어온 바이러스는 자신의 단백질 껍질을 벗기고 내부에 있는 DNA 또는 RNA 유전물질을 세포 내부로 유입시킵니다. 다음으로는 가장 중요한 복제와 단백질 합성 단계가 진행되는데요, 바이러스 유전물질은 숙주 세포의 효소와 리보솜을 이용하여 두 가지 일을 합니다. 하나는 자신의 유전물질을 복제하는 것이고, 다른 하나는 바이러스 껍질과 구조 단백질을 만드는 것입니다. 즉 숙주 세포의 시스템 이용해 바이러스 구성 요소들을 대량 생산하게 됩니다.
마지막으로는 세포 안에서 바이러스 유전물질과 단백질 껍질이 결합하여 새로운 바이러스 입자인 비리온이 만들어지고, 이후 세포 밖으로 나가야 다른 세포를 감염시키기 위해 방출됩니다. 이때 어떤 바이러스는 세포막을 터뜨려 세포를 파괴하면서 한꺼번에 방출되기도 하고 일부 바이러스는 세포막의 일부를 둘러싸며 조금씩 밖으로 빠져나오는 출아 방식으로 방출됩니다. 감사합니다.
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채택된 답변안녕하세요. 정연수 수의사입니다.
바이러스는 말씀하신 것처럼 세포 구조가 없기 때문에 스스로 분열하거나 대사를 통해 증식할 수 없습니다. 그래서 반드시 숙주 세포 안에 들어가서 세포의 시스템을 이용해 증식합니다. 먼저 바이러스가 세포 표면의 수용체에 붙어서 세포 안으로 침투합니다. 이후 자신의 유전물질(DNA 또는 RNA)을 세포 안에 넣고, 숙주 세포의 효소와 리보솜을 이용해 바이러스 단백질과 유전물질을 복제하게 만듭니다. 그 다음 새로 만들어진 바이러스 유전물질과 단백질이 조립되어 새로운 바이러스 입자가 형성되고, 마지막에는 세포 밖으로 방출(세포 파괴 또는 출아)되면서 다른 세포를 감염시키게 됩니다.
안녕하세요. 임정무 수의사입니다.
바이러스는 스스로 에너지를 만들거나 스스로 복제할 수 없습니다. 따라서 숙주세포의 유전자 복제 시스템을 통해 세포 속에서 증식이 일어납니다.
복제 cycle을 보통 5-6단계로 설명하는데, 일반적으로 ‘흡착 - 침입 - 탈각 - 합성 - 조립 - 방출‘ 단계로 나뉘어집니다.
‘흡착‘ 단계는 바이러스가 세포에서 ‘수용체’라고 하는 표면물질과 결합하는 단계입니다. 이 ’수용체‘에 결합하는 것은 열쇠와 열쇠구멍처럼 구조가 들어맞아야하기 때문에, 바이러스는 감염에 있어 조류 인플루엔자(AI)가 조류에만 감염되는 것과 같이 종 특이성이 존재합니다.
’침입’ 은 세포가 내부로 들어가는 단계입니다. 이때 세포 내로 들어가는 방법엔 endocytosis(세포가 먹는 방식), membrane fusion(바이러스가 숙주세포 막과 함께 함입되는 방식), direct penetration(바이러스가 세포를 뚫고 들어가는 방식)이 존재합니다.
‘탈각’은 바이러스 유전체를 둘러싸고 있는 capsid라는 구조가 분해되어 유전체를 세포 내로 방출하는 단계입니다.
‘합성’은 바이러스의 유전체를 복제하고 바이러스 구조물을 다시 만들어 내는 단계입니다. 새로운 바이러스를 위한 구성요소를 만들어내는 과정이라 볼 수 있습니다. 바이러스에 따라 DNA 혹은 RNA를 유전체로 가지고있는데, 각 상황에 맞게 핵과 세포질에서 유전체 복제가 이루어집니다.
‘조립‘은 합성 단계에서 만들어낸 바이러스 유전체와 바이러스 구조물을 결합하여 새로운 바이러스를 만들어내는 단계입니다.
마지막으로 ’방출’ 단계에서 새로운 바이러스가 세포 밖으로 나오며 인접한 세포로 이동하거나 기침 등을 통해 새로운 숙주로 이동하게 됩니다.
말씀하신대로 바이러스는 스스로 에너지를 만들거나 세포 분열을 할 수 없어 숙주 세포를 복제 공장으로 활용합니다.
먼저 바이러스가 숙주 세포 표면에 딱 붙어 유전 물질(DNA 또는 RNA)을 세포 내부로 주입합니다.
세포 안으로 들어간 바이러스의 유전 정보는 숙주가 가진 효소와 리보솜을 활용하여 자신의 복제본과 단백질 껍질을 대량으로 생산하게 만듭니다. 그리고 이렇게 만들어진 것들이 하나로 조립되어 바이러스 형태를 갖추면, 숙주 세포를 터뜨리거나 빠져나와 주변의 다른 세포들을 다시 감염시키며 증식하는 것입니다.
결론적으로 바이러스는 설계도만 제공하고, 제작에 필요한 재료와 장비는 모두 숙주의 것을 빌려 쓰는 셈입니다.
바이러스는 스스로 복제할 수 있는 기관이 없으므로 숙주 세포의 복제 체계를 빌려 증식합니다. 우선 바이러스가 숙주 세포 표면의 수용체에 결합하여 내부로 침투한 뒤 자신의 유전 물질을 방출합니다. 세포 안으로 들어온 바이러스의 유전 정보는 숙주 세포의 효소와 리보솜을 이용하여 바이러스 단백질을 합성하고 유전체를 복제하는 과정을 거칩니다. 이렇게 만들어진 부품들이 세포 내에서 조립되어 새로운 바이러스 입자가 형성되면 숙주 세포를 뚫고 밖으로 나오거나 세포를 파괴하며 방출됩니다. 이 과정은 흡착, 침투, 탈외각, 복제 및 합성, 조립, 방출의 순서로 진행됩니다.