바이러스가 변이될 조건과 확률이 궁금합니다.
최근 코로나19 바이러스로 인해 바이러스의 위험성과 변이에 따른 대처 그리고 위생의 중요성등을 배우게 되었습니다. 궁금한점은 수 많은 변이의 발생조건과 변이 발생 가능성 얼마나 될지 가늠할 방법(확률적 등)있나요?
5개의 답변이 있어요!안녕하세요. 박종군 교수입니다. 바이러스를 제외한 대부분의 생물체의 유전물질은 DNA로 구성되어 있읍니다. 화학적으로 보면 DNA의 당인 deoxyribose가 수산기(OH)가 하나여서, 수산기가 두개인 RNA의 ribose보다 보다 안정한 구조라고 규명되고 있읍니다. 이에 반해, 바이러스는 DNA나 RNA를 유전물질로 가질 수 있고 RNA 바이러스가 DNA 바이러스보다 변이가 잘 일어나는 이유는 이러한 물질적 차이가 하나의 원인입니다.
모든 유전물질들이 후손에게 전달되기위해선 DNA는 DNA 중합효소에 의해 복제되어야 합니다. 이 과정은 매우 정확도가 높으나 간혹 실수가 일어나기도 하는데 이 경우 DNA 중합효소 자체의 교정기능을 통해 방금 복제된 가닥에 삽입된 잘못된 염기를 뜯어내고 정상적인 염기로 교체하는 작업이 일어납니다. 이러한 교정 기능까지도 간혹 에러가 일어날 경우, 복제가 상당히 진행된 후 만들어진 이중나선의 엉터리 염기 결합을 검열하여 DNA를 바로잡는 mismatch 회복계가 작동하여 변이를 억제합니다. 이런 방식으로 DNA의 변이는 상당히 제한적으로만 발생하도록 진화(혹은 창조나 윤회..아직 이들 가설이 완벽히 증명된 것은 아님)되엇다고 과학자들의 패러다임이 형성되어가고 있읍니다.
RNA의 복제는 보통 역전사효소를 이용하여 DNA 복사체를 만드는데 이 과정은 DNA 복제보다 훨씬 엄밀성이 떨어집니다. 바이러스 입장에서는 다양하게 변이된 후손의 종류를 많이 생성함으로써 숙주의 강력한 방어체계인 면역계를 피하고 후손을 많이 만드는데 성공할 수 있을 것입니다.
이러한 DNA나 RNA 변이를 증가시키는 요인들은 환경 오염에 의한 기상이변으로 자외선이 증가되어 염기 이량체가 생성될 수 있읍니다. 온난화가 급히 진행되면 극지방의 빙산이 급히 녹아내리고 그 안에 퇴적되어있던 몇 만년 혹은 몇 천만년전의 바이러스나 병원성 세균들이 급히 우리 생태계에 노출되어, 인간을 비롯한 여러 동물들의 면역계에 과도한 부담을 주고 희귀한 질병에 자주 걸리게 되는 일이 발생할 것입니다. 광합성을 통해 탄수화물과 산소를 제공해주는 고마운 식물에 비해, 과도한 소비와 생태계 파괴만 일삼는 가장 탐욕적인 동물인 인간이라는 종이 지구의 주인이 결코 아닌만큼, 물질적 탐욕을 자제하고 친환경적인 minimal life의 습관을 견지하면서 분노조절장애적인 살육전쟁, 특히 절멸적인 변이의 최대 원인일 핵전쟁에 이르지 않게 견제해야 할것입니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
재미있는 질문이네요. ^^ 모든 바이러스는 숙주의 상태에 따라 빠르게 생존할려고 진화를 합니다. 그게 변이가 생기는 것이라고 생각하시면 쉽습니다. 통계적으로 얼마나 변이의 가능성이 있냐는 바이러스의 특징에 따라 다릅니다만 생존이 오래될 수록 변이의 가능성은 거의 99%라고 보시면 됩니다. 그렇게 빠르게 환경에 적응을 하게 됩니다. 이런 말이 있습니다. 지구의 주인은 세균이나 바이러스이라고...틀린 말은 아닙니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.바이러스의 변이는 다양한 조건에 영향을 받습니다. 주요한 변이 조건과 확률은 다음과 같습니다.
바이러스의 복제 속도: 바이러스는 복제 과정에서 변이가 발생할 수 있습니다. 따라서 바이러스가 빠르게 복제될수록 변이가 발생할 확률이 높아집니다.
바이러스의 유전자 구조: 바이러스의 유전자 구조가 다양할수록 변이 발생 가능성이 높아집니다. 바이러스가 RNA를 유전물질로 가지고 있는 경우 DNA를 가지고 있는 생물체보다 유전자 구조의 다양성이 더 크기 때문에 변이 가능성이 더 높습니다.
호스트의 면역 상태: 바이러스가 감염된 호스트의 면역 상태에 따라 변이 발생 가능성이 달라질 수 있습니다. 면역력이 약한 경우 바이러스가 복제할 기회가 많아지므로 변이 발생 가능성이 높아집니다.
환경 조건: 환경 조건은 바이러스가 변이할 가능성에 영향을 줄 수 있습니다. 바이러스가 높은 온도, 건조한 환경 또는 살균제와 같은 환경 조건에 노출될 경우 변이 발생 가능성이 높아집니다.
바이러스의 동종체 수: 바이러스가 많은 동종체(같은 종류)를 가질수록 변이 발생 가능성이 높아집니다. 동종체 수가 많을수록 유전적 다양성이 증가하고, 이는 바이러스가 새로운 호스트에 적응하기 위해 필요한 변이 발생 가능성을 높입니다.
따라서, 이러한 다양한 조건이 모여 바이러스의 변이가 발생하게 됩니다. 변이는 무작위적으로 일어나지만, 이러한 조건들이 모여 확률이 높아지게 됩니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
바이러스가 변이 될 조건과 확률은 아래와 같은 요인의 영향을 받습니다.
복제 오류, 숙주의 면역 상태, 유행 환경 등이 있습니다. 변이가 발생하는 확률은 매우 낮은데, 이는 바이러스의 유전자가 매우 안정적이고, 바이러스가 변이되는데 있어서 매우 정교한 기작이 필요하기 때문입니다. 그러나 많은 사람들이 감염되어 바이러스가 대규모로 확산되는 경우, 변이의 가능성이 높아집니다. 이러한 변이 중에서는 일부 변이가 바이러스의 전파성, 병원성, 항체 회피 능력 등을 증가시키기도 합니다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
바이러스 변이는 일반적으로 바이러스의 복제과정에서 발생합니다. 바이러스는 복제 과정에서 RNA 또는 DNA를 복사하는데, 이 과정에서 발생하는 복사 오류가 바이러스의 변이를 유발할 수 있습니다. 이러한 복사 오류는 무작위적으로 발생할 수 있으며, 그 빈도는 각 바이러스의 특성에 따라 다를 수 있습니다.
바이러스의 변이 가능성은 바이러스 종류와 특성에 따라 다르며, 일부 바이러스는 높은 변이 가능성을 가집니다. 예를 들어, 인플루엔자 바이러스는 RNA 바이러스이며, 복제과정에서 높은 변이율을 가지기 때문에 매년 새로운 백신이 개발되어야 합니다. 반면에, 다른 바이러스 종류인 치킨폭토 바이러스는 DNA 바이러스이며, 변이 가능성이 낮아 백신 개발이 더 쉬울 수 있습니다.
바이러스의 변이 발생 확률을 정확히 예측하는 것은 어렵습니다. 그러나 일반적으로, 바이러스가 전파되는 인구 밀도와 상호작용이 많은 사람들의 수, 바이러스가 활동할 수 있는 환경 등이 변이 발생 확률에 영향을 미칠 수 있습니다.
