바이러스 복제 : 단계 및 특성 - 생물학 - 2025

바이러스 나 바이러스 복제의 복제는 수십배로하는 바이러스 입자 증식에 의해, 숙주 세포의 효소 기계를 납치하여 이벤트입니다. 바이러스는 세포로 구성되어 있지 않기 때문에 독립적으로 번식 할 수 없으며 엄격하게 세포 숙주가 그렇게해야합니다.

바이러스가 번식 할 수있는 두 가지 일반적인 대안이 있습니다 : 용해주기 또는 용해주기. 두 과정 모두 박테리아 또는 박테리오파지를 감염시키는 바이러스에서 널리 연구되었습니다.

바이러스의 번식주기.
1-Fixation
2-Penetration
3-Unfolding
4-Synthesis (4a-Transcription, 4b-Translation, 4c-Genome Replication)
5-Assembly
6-Liberation
출처 : Franciscosp2

용해주기는 숙주 세포의 파열에서 절정에 이르며, 용해주기에서 세포는 내부에있는 바이러스의 유전 물질과 함께 계속 살아갑니다.

용해 경로의 경우, 바이러스는 감염 될 잠재적 세포를 찾아 세포 표면에서 인식하는 수용체를 통해 자신을 부착합니다. 그런 다음 DNA를 세포질에 주입하여 구조적 구성 요소의 생산이 시작됩니다. 이러한 핵산과 단백질 조각은 조립 및 방출되어 새로운 숙주를 감염시킬 수 있습니다.

용해주기는 바이러스 DNA가 재조합 과정을 거쳐 숙주의 염색체에 통합된다는 점을 제외하고는 유사한 방식으로 시작됩니다. 바이러스는 일부 화학 물질이나 자외선의 작용이 용해주기를 유발할 때까지 세포 내부에 잠복 해 있습니다.

바이러스 란?

바이러스의 번식이 무엇으로 구성되어 있는지 설명하기 전에 이러한 개체의 생물학과 관련된 몇 가지 측면을 명확히해야합니다. 바이러스는 세포가 아니라 핵산과 일부 단백질로 구성된 단순한 구조입니다.

완전하고 개발 된 감염성 바이러스 입자 세트를 비리 온이라고합니다.

세포로 구성된 유기체와 달리 바이러스는 외부 환경과 통제 된 방식으로 물질 대사를하거나 물질을 교환하지 않습니다. 그러나 그들이 할 수있는 것은 이러한 기능을 제공하는 생물학적 시스템, 즉 살아있는 세포에서 번식하는 것입니다.

이러한 이유로 바이러스는 살아있는 세포 없이는 번식을 완료 할 수 없기 때문에 필수 세포 기생충으로 간주됩니다. 숙주는 연구 된 바이러스에 따라 척추 동물, 무척추 동물, 식물, 원생 생물, 박테리아 등이 될 수 있습니다.

번식을 위해 바이러스는 숙주의 효소 기계를 탈취해야합니다. 이 측면은 바이러스의 번식에 영향을 미치면 숙주 세포의 번식을 방해 할 수 있기 때문에 바이러스 감염을 막는 약물을 개발할 때 결과를 가져옵니다. 이 프로세스가 아래에서 어떻게 발생하는지 살펴 보겠습니다.

바이러스는 어떻게 번식합니까?

앞서 언급했듯이 바이러스는 매우 단순한 특성의 생물학적 입자입니다. 따라서 그들이 소유하고있는 핵산 (DNA 또는 RNA)은 비리 온을 구축하기위한 몇 가지 단백질과 효소의 생산에 대한 정보를 포함합니다.

단일 숙주 세포에서 비리 온은 숙주의 대사 기계를 사용하여 초기 바이러스와 유사한 수천 개의 바이러스 입자를 생성 할 수 있습니다.

바이러스와 그 숙주는 매우 다양하지만 번식주기는 모두 비슷합니다. 아래에서는 과정을 일반화하고 박테리아를 감염시키는 바이러스 인 박테리오파지의 번식을 단계별로 설명합니다. 그런 다음 동물을 감염시키는 바이러스의 몇 가지 특성을 언급 할 것입니다.

박테리아 바이러스 (박테리오파지)의 증식

박테리오파지는 용해주기 또는 용해주기의 두 가지 다른 방법으로 번식 할 수 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 용해의 마지막 단계는 숙주 세포의 용해 (따라서 사망)를 포함합니다. 대조적으로, 용해주기는 살아있는 세포와의 바이러스 번식을 포함합니다.

-리틱 사이클

유명한 E. coli 박테리아에서 박테리오파지 T (T2, T4 및 T6)의 용해 과정은 매우 자세히 알려져 있습니다. 아래에서 설명 할 프로세스는 이러한 연구 모델을 기반으로합니다.

그것은 고정, 침투, 생합성, 성숙 및 방출의 다섯 가지 단계로 발생합니다.

정착

이 단계는 바이러스 흡착이라고도합니다. 바이러스가 증식하기 위해 가장 먼저 발생해야하는 일은 바이러스 입자와 숙주 세포 사이의 만남입니다. 이 충돌은 우연히 발생합니다.

바이러스는 세포 표면에서 인식하는 일부 상보 적 수용체에 결합합니다. 이 경우 박테리아 세포벽에서. 이 결합은 바이러스와 수용체 사이에 약한 결합이 발생하는 화학적 상호 작용입니다.

침투

바이러스가 수신자를 인식하면 유전 물질을 주입합니다. 박테리오파지는 세포벽의 일부를 손상시키는 효소를 방출합니다. 이러한 맥락에서 바이러스 입자는 DNA 주입을 담당하는 피하 주사기 역할을합니다.

생합성

DNA가 숙주의 세포질에 도달하면 해당 유기체의 유전 물질과 단백질의 생합성이 시작됩니다. 숙주 단백질 합성은 바이러스에 의해 조정 된 일련의 단계에 의해 중단됩니다.

침입자는 숙주의 유리 뉴클레오타이드, 리보솜 및 아미노산뿐만 아니라 바이러스의 DNA를 복제하는 데 필요한 효소를 모두 격리합니다.

성숙

바이러스의 모든 구성 요소가 합성되면 조립 또는 성숙 과정이 시작됩니다. 바이러스 입자 구성 요소의 조립은 자발적으로 발생하므로 다른 유전자가 프로세스를 지원할 필요가 없습니다.

해제

조립 과정이 끝나면 바이러스는 세포 외 환경으로 방출되어야합니다. 용해주기를 설명 할 때이 마지막 단계는 전체 프로세스를 지원하는 세포의 용해를 포함합니다.

용해는 원형질막과 세포벽의 파열을 수반합니다. 이 마지막 성분의 분해는 효소 리소자임의 작용에 의해 발생하며, 이는 기술 된 과정 동안 세포 내에서 합성됩니다.

이러한 방식으로 새로 합성 된 바이러스 입자가 방출됩니다. 이들은 이웃 세포를 감염시키고주기를 다시 반복 할 수 있습니다.

-라이 소 제닉주기

모든 바이러스가 숙주 세포에 침투하여 자신의 번식을 희생하여 파괴하는 것은 아닙니다. 또 다른 증식 방식을 용해주기라고합니다. 이런 식으로 번식 할 수있는 바이러스를 온대라고합니다.

일부 바이러스는 이전 섹션에서 설명한 용해 경로를 통해 번식 할 수 있지만, 세포를 파괴하지 않고 번식 할 수도 있고 그 안에 잠복하거나 비활성 상태로 남아있을 수도 있습니다.

이를 설명하기 위해 철저히 연구 된 용 균성 박테리오파지 인 박테리오파지 람다 (λ)를 모델 유기체로 사용할 것입니다.

용해주기가 발생하는 단계는 숙주로의 침투, 선형 DNA 분자로부터 원형 DNA 형성, 숙주 DNA와의 재조합입니다.

바이러스 DNA를 숙주 DNA에 통합

초기 단계는 바이러스의 DNA가 재조합 과정에 의해 숙주 세포의 DNA에 통합된다는 점을 제외하고는 이전주기와 매우 유사한 방식으로 발생합니다.

이 상태에서 바이러스는 세포에 잠복하고 바이러스 DNA는 숙주의 DNA와 함께 복제됩니다.

용해 및 용해주기의 교대

다른 한편으로, 다양한 확률 적 사건은 용 균성에서 용해 주기로의 변화로 이어질 수 있습니다. 이러한 사건 중에는 파지 DNA의 절제와 용해의 시작으로 이어지는 UV 방사선 또는 특정 화학 물질에 대한 노출이 있습니다.

리소 겐의 결과

리소 제니의 중요한 결과가 있습니다. 즉, (i) 리소 제닉 세포는 동일한 박테리오파지의 후속 감염에는 면역이되지만 다른 바이러스에는 면역이 없습니다. (ii) 세포는 일부 독소의 생산과 같은 파지의 유전 물질을 통합하여 새로운 특성을 얻을 수 있으며 (iii) 특수한 형질 도입 과정이 허용됩니다.

동물 바이러스의 증식

일반적으로 동물 바이러스는 박테리아를 감염시키는 바이러스에서 설명한 것과 매우 유사한 증식 패턴을 따릅니다. 그러나 두 프로세스에는 몇 가지 현저한 차이점이 있습니다.

가장 명백한 것은 진핵 세포와 원핵 세포 사이의 구조적 수준에 존재하는 차이로 인한 세포 진입 메커니즘입니다. 동물 세포에서 수용체는 원형질막에 고정 된 단백질과 당 단백질로 구성됩니다.

이에 대한 예가 HIV 바이러스입니다. 세포에 들어가기 위해 바이러스는 CCR5라는 수용체를 인식합니다. 특정 개인은 단백질을 파괴하고 두려운 바이러스에 대한 내성을 부여하는 세포 수용체를 암호화하는 유전자에서 32 개 염기쌍의 결실 (즉, DNA 일부가 없음)을 가지고 있습니다.

많은 침입자들은 소포의 형성을 통해 세포로 들어가기 위해 세포 내 이입 과정을 매개하는 수용체를 이용합니다. 막으로 덮인 바이러스는 지질막을 융합하여 세포에 들어갈 수 있습니다.

일단 바이러스가 침투하면 바이러스 입자의 합성은 다소 가변적입니다. 동물 세포는 우리가 박테리아에서 발견하는 것과는 다른 효소 기계를 가지고 있습니다.

참고 문헌

1. Forbes, BA, Sahm, DF 및 Weissfeld, AS (2007). 진단 미생물학. 모스 비.
2. Freeman, S. (2017). 생물학. 피어슨 교육.
3. Murray, PR, Rosenthal, KS, & Pfaller, MA (2015). 의료 미생물학. 엘스 비어 건강 과학.
4. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). 캠벨 생물학. 피어슨 교육.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2016). 미생물학. 소개. 피어슨.