바이러스의 활동과 영향

아래의 위키피이아 내용 중 <Effects on the host cell>과 <Viruses and diseases>의 일부를 번역했다. 

http://en.wikipedia.org/wiki/Introduction_to_viruses

 

숙주 세포에 대한 영향

 

숙주 세포에 대해 바이러스가 가지는 구조적, 생화학적 영향의 범위는 아주 넓다.

이것은 '세포 변성 작용(cytopathic effects)'라고 한다.

대부분의 바이러스 감염은 결국 숙주 세포의 죽음으로 끝난다.

죽음의 원인에는 세포 용해(폭발), 세포 표면막의 변질, 그리고 세포자살(細胞自殺, apoptosis) 등이 포함된다.

종종 세포의 죽음은 바이러스가 생산하는 단백질 때문에 세포의 정상적인 활동이 중단되면서 일어난다.

이러한 단백질 중 바이러스 입자를 구성요소가 아닌 것도 있다.  

 

어떤 바이러스는 감염된 세포에 외형적인 변화를 일으키지 않는다.

바이러스가 잠복하면서 비활성화된 세포는 감염의 신호를 거의 보여 주지 않고, 종종 정상적으로 기능한다.

이것은 잠복기가 긴 감염의 원인이 되며, 종종 바이러스는 몇 달에서 몇 년을 잠복하기도 한다.

이것은 종종 포진(疱疹, herpes) 바이러스의 경우에 해당한다.

 

엡스타인-바(Epstein-Barr) 바이러스와 같은 것들은 종종 악성종양을 일으키지 않으면서 세포 증식만 유발한다.

하지만 파필로마바이러스(papillomaviruses)와 같은 것들은 암의 원인으로 확정되었다.

Human Papilloma Virus

세포의 DNA가 바이러스에 의해 손상되었을 때, 세포가 이것을 치료하지 못하면, 이것은 종종 세포자살을 유발한다.

세포자살의 결과 중 하나는 세포 스스로에 의한 손상된 DNA의 파괴이다.

어떤 바이러스들은 세포자살을 제한하는 메카니즘을 가지고 있어, 바이러스 자손들이 생산되기 이전에 숙주 세포가 죽지 못하게 한다.

예를 들면 HIV가 그렇다.

 

 

바이러스와 질병

 

바이러스가 유발하는 일반적인 인간 질병은 평범한 감기, 유행성 독감(flu), 수두, 감기몸살 등이다.

에볼라(Ebola), 에이즈(AIDS)와 같은 위험한 질병 또한 바이러스에 의해 발생한다.

많은 바이러스들은 거의 또는 전혀 질병을 일으키지 않는데, 이들은 양성(良性, Benign)이라 한다.

좀 더 해로운 바이러스는 '악성(virulent)'이라 한다.

감염시키는 세포의 종류에 따라 바이러스는 다양한 질병을 일으킨다.

어떤 바이러스는 평생 또는 만성적 감염을 일으키는데, 숙주의 방어기제(機制)에도 불구하고 인체에서 계속 재생산 된다. B형 간염 바이러스와 C형 간염 바이러스의 감염이 대표적이다.

바이러스에 만성적으로 감염된 사람들은 보균자로 알려져 있다. 그들은 바이러스의 중요한 저장소의 역할을 한다.

만약 주어진 인구에서 보균자의 비율이 높을 때, 그 질병은 풍토병(endemic)이라 불린다.

 

바이러스가 한 숙주에서 다른 숙주로 전염되는 방법은 다양하다. 하지만, 각각의 바이러스 종은 하나 또는 두 개의 방법만 이용한다.

식물을 감염시키는 많은 바이러스는 유기체에 의해 전파된다. 그러한 유기체들을 벡터(vector)라고 부른다.

동물과 인간을 감염시키는 일부 바이러스들도 또한 보통 흡혈 곤충과 같은 벡터에 의해 퍼진다.

그러나 동물 대 동물, 인간 대 인간, 동물 대 인간의 직접적인 전염이 더욱 일반적이다.

어떤 바이러스(norovirus, rotavirus)의 감염은 오염된 음식이나 물, 손이나 공동 물건을 통해, 그리고 감염된 사람과의 직접적인(intimate) 접촉을 통해 전염된다.

반면 공기를 통해 전염되는 것(인플루엔자 바이러스)도 있다.

HIV, B형 간염, C형 간염과 같은 바이러스들은 보호없는 성관계나 오염된 피하 주사 바늘에 의해 종종 전염된다.

감염과 유행을 막기 위해서는 각각 다른 종류의 바이러스들이 어떻게 퍼지는지에 대해 아는 것이 중요하다.

 

식물의 질병 :

blueberry mosaic virus

식물 바이러스들은 인간이나 다른 동물들에게는 무해한데, 이는 이들이 살아 있는 식물 세포에서만 재생산될 수 있기 때문이다.

 

살균 바이러스 (Baceriophages) :

박테리아를 감염시키는 바이러스는 약 5,100 종이 넘는다.

이들은 해양 생태학적으로 아주 중요하다.

감염된 박테리아가 터지면서, 탄소 화합물이 다시 자연환경으로 방출되고, 이는 새로운 유기체의 성장을 자극한다.

살균 바이러스는 인간에게 무해하고 쉽게 연구될 수 있기 때문에 과학적 연구에서 아주 유용하다.

이러한 바이러스는 유익한 박테리아에 의존하면서, 발효를 통해 식품 및 약품을 생산하는 산업에서 문제가 될 수도 있다.

일부 박테리아 감염은 항생물질로 제어하기 힘들어 지고 있으며, 따라서 인간의 감염을 치료하는데 살균 바이러스를 이용하는 것에 대한 관심이 높아지고 있다.

 

숙주의 저항 :

- 동물의 선천 면역

인간을 포함한 동물들은 바이러스에 대한 많은 자연적인 방어기재를 가지고 있다.

어떤 것들은 비특이성으로 종류에 상관없이 많은 바이러스를 막는다.

선천적인 면역은 바이러스에 대한 반복적인 노출로 향상되는 것도 아니고, 감염의 '기억'을 유지하지도 않는다.

죽은 세포들로 만들어진 동물의 피부, 특히 그 표면은 많은 종류의 바이러스가 숙주를 감염하지 못하도록 막는다.

위장 안에 내용물의 산성도는 삼켜진 많은 바이러스를 죽인다.

바이러스가 이러한 장애를 극복하고 숙주에 침투했을 때, 다른 선천 면역이 신체에서 바이러스가 퍼지는 것을 막는다.

인터페론(interferon, 바이러스 증식 억제 물질)이라 불리는 특정 호르몬은 바이러스가 존재할 때 인체에서 생산된다. 그리고 이것은 바이러스가 감염된 세포와 인근 세포들을 죽이면서 재생산하는 것을 막는다.

세포 내부에는 바이러스의 RNA를 파괴하는 효소들이 있다.

이것은 RNA 간섭(interference)라고 한다.

어떤 혈액 세포는 바이러스에 감염된 다른 세포를 감싸고 파괴한다.

 

- 동물의 적응 면역

바이러스에 대한 특정 면역은 시간을 거쳐 발전하고, 림프구(lymphocytes)라 불리는 백혈구는 중심 역할을 한다.

림프구는 바이러스 감염에 대한 기억을 유지하면서, 항체(antibody)라 불리는 다양한 특정 미립자들을 생산한다.

이러한 항체는 바이러스에 달라 붙어 바이러스가 세포를 감염시키는 것을 막는다.

항체는 대단히 선택적이며, 한 종류의 바이러스만 공격한다.

특히 내부 감염이 있을 때, 인체는 많은 다양한 항체들을 만든다. 하지만, 감염이 진정된 이후에도, 어떤 항체들은 존속하고 계속 생산되면서, 숙주에게 그 바이러스에 대한 평생 면역을 제공하기도 한다.

 

- 식물의 저항

식물들은 바이러스에 대한 정교하고 효과적인 방어 매커니즘을 가지고 있다.

가장 효과적인 것 중 하나가 소위 저항(R, resistance) 유전자의 존재이다.

각각의 R 유전자는 감염된 세포 주변 지역의 세포들을 죽임으로 특정 바이러스에 저항한다.

이러한 죽은 세포 부분은 종종 육안으로도 볼 수 있을 만큼 큰 점이 된다. 이것은 감염이 퍼지는 것을 막는다.

RNA 방해 또한 식물의 효과적인 방어기재이다.

감염된 식물은 종종 살리시산(salicylic acid), 질소 산화물(nitric oxide), 반응 산소 미립자(reactive oxygen molecules)와 같은 바이러스를 죽이는 천연 살균제를 만들어 낸다.

 

- 살균 바이러스에 대한 저항

박테리아가 살균 바이러스로 부터 스스로를 지켜내는 주된 방법은 이질적인 DNA를 파괴하는 효소를 생산하는 것이다.

제한 엔도뉴클레아제(endonuclease, DNA 혹은 RNA의 사슬을 분해하여 불연속화(不連續化)시키는 효소)로 불리는 이러한 효소는 살균 바이러스가 박테리아 세포 안에 주입하는 바이러스 DNA를 잘라 버린다.