바이러스의 성질 및 형태

바이러스의 성질 및 형태

바이러스의 정의:

바이러스는 절대적 세포내 기생체(obligatory intracellular parasite)로서 핵산으로 DNA 또는 RNA하나만을 갖고, 증식(replication)은 핵산으로 시작되고, 2분열법으로 증식되지 않으며, ATP생산에 필요한 효소를 갖고 있지 않다.

 

바이러스의 생물학적 특성 :

○열, 자외선(UV)과 같은 물리적 인자 및 pH, 소독제, 유기용매제, 계면활성제 등 의 화학적 인자에 의하여 비교적 쉽게 불활성화 됨.

○ 바이러스는 유전정보를 가진 핵산과 다양한 종류의 단백질로 구성된 입자이나, 숙주세포의 도움 없이 독립적으로 고분자 물질을 합성하거나 에너지를 만들 수 없음.

○ 따라서 바이러스는 세균처럼 인공배지에서는 증식될 수 없고, 반드시 살아있 는 세포내에서만 증식할 수 있음.

 

바이러스 입자의 크기 :

○  20~30nm(피코르나바이러스, 파르보바이러스) ~ 250~400nm(폭스바이러스)

○  1939년 전자현미경으로 바이러스 입자가 처음 관찰됨.

 

바이러스 입자의 기본구조 :

○ 바이러스 핵산이 있는 핵심(core) + 캡시드capsid[핵산을 싸고 있는 단백 질 외각(protein coat)]

○ 캡시드capsid는 캡소미어capsomere라는 소단위로 구성됨.

○  핵산(nucleic acid) + 캡시드(capsid) = 뉴클레오캡시드(nucleocapsid)

 

바이러스의 구조

바이러스의 구분 :

○ 바이러스는 보유핵산에 따라 DNA바이러스 & RNA바이러스

○ 바이러스는 외피보유에 따라  외피보유바이러스(enveloped virus) 외피비보유바이러스 (non-enveloped virus) 

○ 바이러스 핵산을 둘러싸고 있는 캡시드와 기질 단백질(matrix protein)의 배열모양에 따라  입방대칭(cubic symmetry), 나선대칭(helical symmetry), 복합구조(complex structure)

입방대칭(cubic symmetry) 바이러스

- 모두 20개의 정삼각형으로 구성되어 정이십면체(icosahedron)

- 12개의 정점(vertex)

- 5개, 3개, 2개의 회전대칭(rotational symmetry) 축이 있음

-표면에 60개의 동일한 소단위

- 외견상으로 구형으로 보임

입방대칭형

나선대칭(helical symmetry) 바이러스

- 단백질 소단위가 주기적으로 핵산에 결합되어 나선형을 이루고 핵산

-단백질 복합체가 지질성분이 함유된 외피내부에서 시계반대방향의 코일을 만듦

- 동물바이러스 중 나선대칭을 보이는 바이러스는 모두 RNA바이러스 임

- 규칙적이고 주기적으로 핵산과 캡시드 단백질이 결합되어 있음

- 증식과정에서 핵산이 없는 바이러스 입자(empty particle)가 만들어질 수 없음

나선대칭형

 

복합구조(complex structure)바이러스

- 일정한 대칭성이 없는 매우 복잡한 구조를 하고 있음 (예: 폭스바이러스)

복합구조 바이러스

바이러스입자 :

감염성과 관계없이 구조적인 특성만을 고려하여 그 형태를 표현할 때 사용되는 용어

비리온(Virion) :

감염성이 있는 완전한 바이러스 입자

외피보유 바이러스의 경우, 외피가 소실되면 감염력 상실 

외피비보유 바이러스의 경우, 뉴클레오캡시드가 비리온이 된다.

결함바이러스(defective virus) :

바이러스 증식에 기능적 결함이 있는 바이러스

바이러스의 핵산

핵산

-RNA or DNA

- 쌍가닥(Double strand, ds) or 외가닥(Single strand, ss)

- 환형(Circular), 선형(Linear), 분절형(Segmented)

 

DNA 바이러스 

-선형 또는 환형

- 3.3 kb ~ 375 kb

 

RNA 바이러스

-외가닥, 분절화, 동일한 쌍가닥 등 다양

- 극성이 있다. 양극성은 바이러스 RNA가 직접 mRNA로 작용하는 것

 

바이러스의 단백질

단백질의 분류

- 구조 단백(structural protein): 캡시드 등

- 비구조 단백(non-structural protein): 단백질, 핵산 합성 관련

- 외피 당단백(glycoprotein)

외피 당단백 

- 바이러스의 항원성, 적혈구 응집능, 효소작용

- 숙주세포의 특이 수용체에 바이러스가 부착하는 성질을 결정

 

바이러스의 지질과 탄수화물

지질

- 숙주세포 유래 외피 지질

- 에테르, 유기용매에 불활화 되어 감염성 소실

탄수화물

-외피 당단백에 존재 : 그루코사민, 갈락토스, 만니톨 등

 

바이러스의 명명

○  문 (Order) -rales

○  과 (Family) -viridae Herpesviridae

○  아과 (Subfamily) -virinae Alpha-Herpesvirinae

○  속 (Genus) -virus Herpes simplex virus

○  종 (Species) -virus Herpes simplex virus 1

○  Poxviridae, Herepesviridae, Parvoviridae, Paramyxoviridae 등에는 아과가 있다.

 

숙주역과 조직친화성

숙주역 (Host Range)

- 바이러스는 감염시킬 수 있는 숙주의 범위가 매우 제한적

- 한정된 숙주 외에 다른 숙주에는 감염을 일으키지 않는다.

-돌연변이에 의하여 감염시킬 수 있는 숙주의 범위가 변화될 수 있다.

조직친화성 (Tropism) 

-바이러스는 특정 조직에만 침입하여 증식할 수 있다.

-돌연변이에 의하여 조직친화성이 변화될 수 있다.

 

조직친화성에 따른 분류

○  호흡기 바이러스

○  장관 바이러스

○  피부 친화성 바이러스

○  신경 친화성 바이러스

○  간 친화성 바이러스