바이러스
| “ | 생물과 무생물의 중간형태 | ” |
바이러스(영어: virus)는 생물체의 살아있는 세포 내에서만 증식할 수 있는 감염체이다. 바이러스는 동물, 식물, 세균, 고균 등 모든 종류의 생물체에 감염을 일으킬 수 있다.
드미트리 이바노프스키(Dmitri Ivanovsky)는 담배 모자이크병의 원인체가 세균이 아닌 어떤 것임을 발견하여 1892년 공표했고, 1898년에 마루티누스 베이제린크(Martinus Beijerinck)는 담배 모자이크병의 원인체인 담배 모자이크 바이러스를 발견하였다. 이는 인류가 처음으로 발견한 바이러스이다. 바이러스는 아주 널리 퍼져 있으며, 지구상의 거의 모든 생태계에서 발견된다. 바이러스에 대해 연구하는 학문은 바이러스학이라고 하며 바이러스학은 미생물학의 한 분야에 속한다.
바이러스 입자는 둘 또는 세 부분으로 이루어져 있다. ① 유전체는 DNA 또는 RNA로 되어 있으며 유전 정보를 담고 있는 길쭉하게 생긴 분자이다. ② 단백질 외투는 이 유전자들을 보호한다. 경우에 따라, 단백질 외투 바깥을 감싸는 지질로 된 ③ 협막이 존재하기도 한다. 바이러스의 형태는 단순한 나선 구조에서 20면체에 이르기까지 다양하며, 더 복잡한 형태를 하기도 한다. 바이러스는 아주 작기 때문에 광학현미경으로는 관찰이 불가능하다.
바이러스의 진화학적인 유래는 명확하지 않다. 플라스미드(세포 내에 존재하는 여분의 DNA)가 진화한 것이라는 주장도 있고, 세균이 진화한 것이라는 주장도 있다. 다른 생물의 진화과정에서, 바이러스는 수평적인 유전자 전달의 중요한 수단이다. 바이러스를 통한 수평적인 유전자 전달은 생물체의 유전적 다양성을 증가시키는 역할을 한다. 바이러스는 유전 물질을 가지며, 스스로를 복제하는 능력이 있으며 자연 선택을 통해 진화한다는 점에서 생물의 한 형태로 여겨진다. 하지만 바이러스는 세포 구조 같은 중요한 생물의 특징이 없어 생물로 치지 않기도 한다. 이러한 특징 때문에 바이러스를 세균과 무생물의 중간형태라고 부른다.
바이러스는 여러 방법을 통해 전파된다. 식물에 감염되는 바이러스는 진딧물처럼 식물의 수액을 빨아먹고 사는 곤충에 의해 전파되기도 한다. 동물에 감염되는 바이러스는 모기처럼 동물의 피를 빨아먹고 사는 곤충에 의해 전파되기도 한다. 이렇게 바이러스를 옮기는 생물들을 질병의 매개체라고 한다. 인플루엔자 바이러스는 콧물과 재채기를 통해 전파된다. 바이러스성 위장염의 흔한 원인체인 노로바이러스와 로타바이러스는 분변에 오염된 음식물 또는 사람과 사람사이의 접촉을 통해 전파된다. HIV는 성적 접촉 또는 오염된 혈액을 통해서 전파된다. 바이러스의 종류에 따라 특정한 한 종류의 숙주에만 질병을 일으키기도 하고, 여러 종류의 숙주에 질병을 일으킬 수도 있다.
바이러스에 감염된 동물은 체내에 들어온 바이러스를 제거하기 위한 면역반응을 일으킨다. 백신을 통해 면역반응을 일으켜 특정 바이러스에 대한 면역력을 높일 수도 있다. 하지만, AIDS를 일으키는 바이러스나 바이러스성 간염을 일으키는 바이러스 같은 경우에는 이러한 면역반응을 피해 만성적인 감염을 유발시킨다. 바이러스는 항생제가 듣지 않지만, 여러 종류의 항바이러스 약제가 개발되어 있다.
사람에게 질병을 일으키는 바이러스[편집]
우리가 흔히 접할 수 있는 감기, 독감, 구순포진(입술 주위에 물집이 잡히는 것)등의 질병은 바이러스 감염에 의한 것이다. 바이러스는 에볼라, 에이즈, 조류독감, 사스(SARS)처럼 심각한 질병을 유발하기도 한다. 바이러스가 질병을 일으키는 상대적인 능력은 병원성이라고 한다. 즉, 사람에게 심각한 질병을 일으키기 쉬운 바이러스는 병원성이 크다고 말하고, 그렇지 않은 바이러스는 병원성이 작다고 말한다.
바이러스의 증식 메커니즘은 대략 이렇다. 먼저, 바이러스가 살아있는 세포 안에 침입하여 스스로를 복제하고, 결국 세포를 터뜨려 죽이면서 복제된 바이러스들이 방출되어 나온다. 이 과정에서 세포가 많이 죽게 되면 인간은 그에 따른 증상을 경험하게 된다. 이렇게 어떤 바이러스는 건강한 사람의 항상성을 깨뜨려 질병을 유발하기도 하지만, 또 어떤 바이러스는 비교적 사람에게 해를 끼치지 않고 사람 몸속에서 살아가기도 한다. 이러한 바이러스의 대표적인 예로는 헤르페스 바이러스가 있다. 헤르페스 바이러스는 구순포진을 유발하는 바이러스로서, 평소에는 체내에서 동면상태로 존재하고 있다. 이러한 상태를 잠복기라고 부르며 이처럼 긴 잠복기는 헤르페스 바이러스의 특징이다. 대부분의 사람은 최소 한 종류 이상의 헤르페스 바이러스에 감염되어 있을 정도로 흔한 것이지만, 감염자라고 하더라도 아주 피곤할 때가 아니면 구순포진 증상이 나타나지는 않는다. 심지어는 이러한 잠복기 상태의 바이러스가 사람에게 이로움을 주기도 한다. 예를 들어, 잠복기의 바이러스에 감염된 사람은 페스트균(흑사병을 일으키는 균) 같은 세균에 면역력이 더 높다.
어떤 바이러스는 평생 또는 만성적인 감염을 유발하기도 한다. 이러한 바이러스는 사람의 방어기전에 저항성을 가지고 체내에서 계속적으로 자기 자신을 복제한다. 이러한 바이러스의 대표적인 예로는 B형 간염과 C형 간염이 있다. 이렇게 만성적인 바이러스에 감염된 사람을 보균자라고 한다. 보균자는 바이러스의 저장고 역할을 하며 다른 사람에게 바이러스를 전파시키는 매개체 역할을 한다. 특정 지역에서 어떤 질병에 대한 보균자의 비율이 높아지게 되면 이 질병은 이 지역의 풍토병이 되었다고 한다.
기원[편집]
바이러스의 기원에 대해서는 아직 정확히 알려진 바가 없다. 바이러스는 다른 동식물처럼 화석으로 남지 않기 때문에 바이러스의 기원을 알기 위해서는 분자생물학적 방법을 사용하여 추정할 수밖에 없다. 현재 바이러스의 기원에 대한 유력한 가설로는 다음과 같은 것들이 있다.
- 퇴행설 - 바이러스는 원래 큰 세포에 기생하여 살던 작은 세포였다. 시간이 흐르면서 기생에 필요하지 않은 유전자들이 소실되어 지금처럼 단순한 구조의 바이러스가 된 것이다. 실제로 현재 리케차나 클라미디아 같은 세포들은 바이러스처럼 다른 세포 내에서만 살아갈 수 있다. 즉, 이 이론에 의하면 바이러스의 조상은 리케차나 클라미디아 같은 기생 세포였다.
- 세포기원설 - 바이러스는 큰 생물체의 유전자 일부가 떨어져 나와 진화한 것이다. 이 DNA 조각은 플라스미드(세포 사이에서 자유롭게 움직일 수 있고 스스로 복제 가능한 DNA 조각)에서 유래한 것일 수도 있다.
- 공진화설 - 바이러스는 단백질과 DNA의 덩어리에서 진화한 것으로, 지구상에 세포가 처음으로 나타났을 때 같이 나타나서 그때부터 지금까지 쭉 세포에 기생하게 된 것이다.
사실, 이 가설들에는 여러 과학적 문제점이 제기되고 있다. 일단 퇴행설 같은 경우에는 현존하는 바이러스와 기생성 세포가 거의 닮지 않았다는 문제점이 있다. 세포기원설의 경우에는 바이러스 입자의 구조를 설명하지 못한다. 공진화설은 “바이러스는 숙주세포에 의존하는 것”이라는 바이러스의 정의를 위반한다.
