바이러스는 몇 개의 세포로 구성되어 있습니까?  바이러스란 무엇입니까?  그것은 무엇으로 구성되어 있습니까?  비세포 생명체의 발견

바이러스는 몇 개의 세포로 구성되어 있습니까? 바이러스란 무엇입니까? 그것은 무엇으로 구성되어 있습니까? 비세포 생명체의 발견

연구 이력

러시아 과학자 D. I. Ivanovsky와 다른 사람들이 1892년에 처음으로 바이러스(새로운 유형의 병원체로서)의 존재를 증명했습니다. 담배 식물의 질병에 대한 수년간의 연구 끝에 1892년의 연구에서 D. I. Ivanovsky는 담배 모자이크가 "챔벌린 필터를 통과하는 박테리아에 의해 발생하지만 인공 기질에서는 자랄 수 없는" 결론에 도달했습니다. "

5년 후, 소의 질병, 즉 구제역에 대한 연구에서 유사한 여과 가능한 미생물이 분리되었습니다. 그리고 1898년 네덜란드 식물학자 M. Beijerinck의 D. Ivanovsky 실험을 재현할 때 그는 그러한 미생물을 "여과 가능한 바이러스"라고 불렀습니다. 약식으로 이 이름은 이 미생물 그룹을 나타내기 시작했습니다.

이후 몇 년 동안 바이러스 연구는 역학, 면역학, 분자 유전학 및 기타 생물학 분야의 발전에 중요한 역할을 했습니다. 따라서 Hershey-Chase 실험은 유전 특성의 전달에서 DNA의 역할에 대한 결정적인 증거가 되었습니다. 에 다른 해바이러스 연구와 직접적으로 관련된 연구에 대해 생리학 또는 의학 분야에서 최소 6개 이상의 노벨상과 3개의 노벨 화학상이 추가로 수여되었습니다.

구조

단순하게 조직된 바이러스는 핵산과 그 주위에 껍질을 형성하는 여러 단백질로 구성됩니다. 캡시드. 이러한 바이러스의 예로는 담배 모자이크 바이러스가 있습니다. 그 캡시드에는 분자량이 작은 한 가지 유형의 단백질이 포함되어 있습니다. 복잡하게 조직된 바이러스에는 단백질 또는 지단백질과 같은 추가 껍질이 있습니다. 때때로 복잡한 바이러스의 외부 껍질에는 단백질 외에 탄수화물이 포함되어 있습니다. 복잡하게 조직된 바이러스의 예는 인플루엔자와 헤르페스의 원인 물질입니다. 그들의 외부 껍질은 바이러스가 세포 외 환경으로 들어가는 숙주 세포의 핵 또는 세포질 막의 단편입니다.

생물권에서 바이러스의 역할

바이러스는 숫자로 볼 때 지구상에서 가장 흔한 형태의 유기물 중 하나입니다. 바다의 물에는 엄청난 수의 박테리오파지가 포함되어 있습니다(물 1밀리리터당 약 2억 5천만 개의 입자). 약 4 10 30, 그리고 바다 바닥 퇴적물에 있는 바이러스(박테리오파지)의 수는 실질적으로 깊이에 의존하지 않으며 모든 곳에서 매우 높습니다. 수십만 종의 바이러스(변종)가 바다에 살고 있으며 대다수는 설명되지 않았으며 훨씬 덜 연구되었습니다. 바이러스는 일부 생물 종의 개체 수를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다(예: 와일딩 바이러스는 몇 년의 기간 동안 북극 여우의 수를 몇 배 감소시킵니다).

생체 시스템에서 바이러스의 위치

바이러스의 기원

바이러스는 존재하지 않는 집단이다. 공통 조상. 현재 바이러스의 기원을 설명하는 몇 가지 가설이 있습니다.

일부 RNA 함유 바이러스의 기원은 바이로이드와 관련이 있습니다. 바이로이드는 세포 RNA 중합효소에 의해 복제되는 고도로 구조화된 원형 RNA 단편입니다. 바이로이드는 "이스케이프된 인트론"이라고 믿어집니다. 즉, 접합 중에 절단된 mRNA의 중요하지 않은 부분이 실수로 복제 능력을 획득한 것입니다. 바이로이드는 단백질을 코딩하지 않습니다. 바이로이드에 의한 코딩 영역(오픈 리딩 프레임)의 획득은 최초의 RNA 함유 바이러스의 출현으로 이어진 것으로 믿어진다. 실제로, 뚜렷한 바이로이드 유사 영역을 포함하는 바이러스의 예가 알려져 있습니다(델타 간염 바이러스).

정이십면체 비리온 구조의 예.
A. 지질 외피가 없는 바이러스(예: 피코르나바이러스).
B. 외피 바이러스(예: 헤르페스 바이러스).
숫자는 (1) 캡시드, (2) 게놈 핵산, (3) 캡소미어, (4) 뉴클레오캡시드, (5) 비리온, (6) 지질 외피, (7) 막 외피 단백질을 나타냅니다.

분리( -바이러스) 가족 ( -바이러스과) 서브패밀리( -바이러스) 속 ( -바이러스) 보다 ( -바이러스)

볼티모어 분류

노벨상 수상자인 생물학자인 David Baltimore는 mRNA 생산 메커니즘의 차이를 기반으로 바이러스 분류 체계를 제안했습니다. 이 시스템에는 7개의 주요 그룹이 있습니다.

  • (I) 이중 가닥 DNA를 포함하고 RNA 단계가 없는 바이러스(예: 헤르페스바이러스, 폭스바이러스, 파포바바이러스, 미미바이러스).
  • (II) 이중 가닥 RNA를 포함하는 바이러스(예: 로타바이러스).
  • (III) 단일 가닥 DNA 분자를 포함하는 바이러스(예: 파보바이러스).
  • (IV) 양성 극성 단일 가닥 RNA 분자를 함유하는 바이러스(예: 피코르나바이러스, 플라비바이러스).
  • (V) 음성 또는 이중 극성의 단일 가닥 RNA 분자를 포함하는 바이러스(예: 오르토믹소바이러스, 필로바이러스).
  • (VI) 단일 가닥 RNA 분자를 포함하고 그 안에 있는 바이러스 라이프 사이클 RNA 주형에서 DNA 합성 단계, 레트로바이러스(예: HIV).
  • (VII) 이중 가닥 DNA를 포함하고 수명 주기에 RNA 주형에서 DNA 합성 단계를 갖는 바이러스, 레트로이드 바이러스(예: B형 간염 바이러스).

현재 바이러스 분류를 위해 두 시스템이 상호 보완적으로 동시에 사용됩니다.

게놈의 구조(분절, 원형 또는 선형 분자의 존재), 다른 바이러스와의 유전적 유사성, 지질막의 존재, 숙주 유기체의 분류학적 소속, 등등.

대중문화 속의 바이러스

문학에서

  • 스토커. (판타지 소설)

영화관에서

  • 레지던트 이블"과 그 속편.
  • 판타지 공포 영화 "28일 후"와 그 속편에서.
  • 재난 영화 "전염병"의 음모에는 실제 에볼라 바이러스와 유사한 가상의 motaba 바이러스가 있습니다.
  • 영화 "웰컴 투 좀비랜드"에서.
  • 영화 "퍼플 볼"에서.
  • 영화 "캐리어"에서.
  • "나는 전설이다"에서.
  • 영화 "컨테이젼"에서.
  • 영화 "보고서"에서.
  • 영화 Quarantine에서.
  • 영화 "Quarantine 2: Terminal"에서.
  • "재생"시리즈에서.
  • TV 시리즈 워킹 데드에서.
  • 텔레비전 시리즈 "폐쇄 학교"에서.
  • 영화 "캐리어"에서.

애니메이션에서

지난 몇 년바이러스는 종종 만화 및 애니메이션 시리즈의 "영웅"이 되며, 그 중 "Osmosis Jones"(미국), 2001), "Ozzy and Drix"(미국, 2002-2004) 및 "바이러스 공격"( 이탈리아, 2011).

메모

  1. 영어로 . 라틴어에서 복수의 문제 주어진 단어논란이 되고 있다. 위도라는 단어. 바이러스 II 형의 드문 다양성에 속하며 -us: Nom.Acc.Voc의 중간 성별 단어. 바이러스, Gen. viri, Dat.Abl. 바이로. 마찬가지로 위도. 외음부그리고 위도. 원양; 고전 라틴어 복수형후자에만 기록됨: 위도. 펠라지, 고대 그리스 기원의 한 형태, 여기서 η<εα.
  2. 국제바이러스분류위원회(ICTV) 웹사이트의 바이러스 분류.
  3. (영어))
  4. 첼로 J, 폴 AV, Wimmer E (2002). "폴리오바이러스 cDNA의 화학적 합성: 천연 주형이 없을 때 감염성 바이러스 생성". 과학 297 (5583): 1016–8. DOI:10.1126/science.1072266. PMID 12114528 .
  5. Bergh O, Børsheim KY, Bratbak G, Heldal M(1989년 8월). "수중 환경에서 발견되는 다량의 바이러스". 자연 340 (6233): 467–8. DOI:10.1038/340467a0. PMID2755508.
  6. 요소 - 과학 뉴스: 박테리아 세포 파괴, 바이러스는 바다 깊은 곳의 물질 순환에 적극적으로 참여

세포를 생명체의 단위로 간주하는 우리의 검토는 바이러스를 만지지 않으면 완전할 수 없습니다. 살아 있지는 않지만 바이러스는 생물학적으로 형성된 초분자 복합체로 각각의 숙주 세포에서 자가 복제할 수 있습니다. 바이러스는 핵산 분자와 단백질 분자로 구성된 주변 보호 껍질 또는 캡시드로 구성됩니다. 바이러스는 두 가지 상태로 존재합니다.

쌀. 2-23. 식물 세포벽의 전자현미경 사진. 벽은 유기 "접착제"에 내장된 셀룰로오스 섬유의 십자형 층으로 구성됩니다. 식물 세포의 벽은 매우 강하며 구조상 강철 보강재로 보강된 콘크리트 슬래브와 비슷합니다.

쌀. 2-24. 숙주 세포에서 박테리오파지 복제.

일부 바이러스에는 DNA가 포함되어 있고 다른 바이러스에는 RNA가 포함되어 있습니다.

수백 가지 다른 바이러스가 특정 유형의 숙주 세포에 대해 특이적인 것으로 알려져 있습니다. 숙주의 역할은 동물, 식물 또는 박테리아의 세포에 의해 수행될 수 있습니다(표 2-3). 박테리아에 특정한 바이러스를 박테리오파지 또는 간단히 파지라고 합니다(단어 "파지"는 먹다, 흡수한다는 의미). 바이러스의 캡시드는 단 한 가지 유형의 단백질 분자로 구성될 수 있으며, 예를 들어 가장 단순한 바이러스 중 하나인 담배 모자이크 바이러스의 경우 결정 형태로 처음 얻어졌습니다(그림 2-25). ). 다른 바이러스에는 수십 또는 수백 가지 유형의 단백질이 포함될 수 있습니다. 바이러스 크기는 매우 다양합니다. 따라서 가장 작은 바이러스 중 하나인 박테리오파지 fX174는 직경이 18nm인 반면 가장 큰 바이러스 중 하나인 백시니아 바이러스는 가장 작은 박테리아에 해당합니다. 바이러스는 또한 구조의 형태와 복잡성 정도가 다릅니다. 가장 복잡한 것은 숙주 세포가 대장균인 박테리오파지 T4(그림 2-25)입니다. T4 파지는 머리, 과정("꼬리") 및 복잡한 꼬리 필라멘트 세트를 가지고 있습니다. 바이러스 DNA가 숙주 세포에 도입되면 "침" 또는 피하 주사기로 함께 작용합니다. 무화과에. 2-25 및 표에 있습니다. 2-3은 여러 바이러스 입자의 크기, 모양 및 질량과 구성 핵산 분자의 유형 및 크기에 대한 데이터를 보여줍니다. 일부 바이러스는 인간에게 비정상적으로 병원성이 있습니다. 여기에는 특히 천연두, 소아마비, 인플루엔자, 감기, 전염성 단핵구증 및 대상포진을 일으키는 바이러스가 포함됩니다. 동물에서 암의 원인은 또한 잠복 상태에 있을 수 있는 바이러스인 것으로 믿어집니다.

표 2-3. 일부 바이러스의 속성

바이러스는 염색체 구조, 핵산의 효소 합성 메커니즘, 유전 정보 전달 조절에 대한 매우 귀중한 정보를 제공하기 때문에 생화학 연구에서 점점 더 중요한 역할을 합니다.

탄수화물은 다음으로 구성되어 있습니다 ...

탄소, 수소 및 산소

탄소, 질소 및 수소

탄소, 산소 및 질소

탄수화물, 또는 당류, - 유기 화합물의 주요 그룹 중 하나. 그들은 모든 살아있는 유기체의 세포의 일부입니다. 탄수화물은 탄소, 수소 및 산소로 구성됩니다. 그들은 대부분이 물 분자에서와 같은 분자 내 수소와 산소의 비율을 가지고 있기 때문에 그 이름을 얻었습니다.

탄수화물의 일반 공식: Cn(H 2 O)m. 예는 다음과 같습니다. 포도당- C 6 H 12 O 6 및 자당- C 12 H 22 O 11. 탄수화물 유도체의 구성에는 다른 요소도 포함될 수 있습니다. 모든 탄수화물은 단순 또는 단당류, 및 복합, 또는 다당류. 단당류 중에서 리보오스, 데옥시리보오스, 포도당, 과당, 갈락토오스는 생명체에게 가장 중요합니다.

탄수화물의 기능: 에너지, 건물, 보호, 저장.

제안된 다당류에서 결정합니다.

전분, 글리코겐, 키틴...

포도당, 과당, 갈락토오스

리보스, 데옥시리보스

이당류와 다당류는 둘 이상의 단당류가 결합하여 형성됩니다. 이당류는 단당류와 성질이 비슷합니다. 둘 다 물에 잘 녹고 단맛이 난다. 다당류는 공유 결합으로 연결된 많은 수의 단당류로 구성됩니다. 여기에는 다음이 포함됩니다. 전분, 글리코겐, 셀룰로오스, 키틴다른 사람.

단백질의 자연 구조 위반.

변성

재생

퇴화

단백질의 자연 구조를 위반하는 것을 변성. 온도, 화학 물질, 복사 에너지 및 기타 요인의 영향으로 발생할 수 있습니다. 약한 충격으로 4차 구조만 분해되고 더 강한 3차 구조, 그 다음 2차 구조가 분해되며 단백질은 폴리펩타이드 사슬의 형태로 남아 있습니다. 이 과정은 부분적으로 가역적입니다. 기본 구조가 파괴되지 않으면 변성된 단백질이 구조를 복원할 수 있습니다. 따라서 단백질 거대 분자의 모든 구조적 특징은 기본 구조에 의해 결정됩니다.

세포에서 생화학 반응의 가속이 발생하는 기능.

촉매

효소의

두 답변 모두 정확합니다

효소(또는 생체 촉매)는 생물학적 촉매로 작용하여 화학 반응 속도를 수천 배 증가시키는 단백질 분자입니다. 큰 유기 분자가 반응하기 위해서는 단순한 접촉만으로는 충분하지 않습니다. 이러한 분자의 작용기는 서로 마주보고 다른 분자가 상호 작용을 방해하지 않아야 합니다. 분자 자체가 올바른 방향으로 방향을 잡을 확률은 무시할 수 있습니다. 반면에 효소는 두 분자를 올바른 위치에 자체적으로 부착하고, 수막 제거를 돕고, 에너지를 공급하고, 과잉 부분을 제거하고, 최종 반응 생성물을 방출합니다. 동시에 효소 자체는 다른 화학 촉매와 마찬가지로 과거 반응의 결과로 변하지 않고 계속해서 작업을 수행합니다. 각 효소의 기능을 위한 최적의 조건이 있습니다. 일부 효소는 중성 환경에서 활성이 있는 반면 다른 효소는 산성 또는 알칼리성 환경에서 활성입니다. 60ºC 이상의 온도에서는 대부분의 효소가 기능하지 않습니다.

수축성 단백질의 기능.

모터

수송

보호

모터단백질의 기능은 특수 수축성 단백질에 의해 수행됩니다. 덕분에 원생동물에서는 섬모와 편모가 움직이고, 세포 분열 중에는 염색체가 움직이고, 다세포 생물에서는 근육이 수축하고, 생물에서는 다른 유형의 움직임이 개선됩니다.

모든 진핵 세포의 편모는 길이가 약 100μm입니다. 횡단면에서 편모의 주변을 따라 9쌍의 미세소관이 있고 중앙에 2개의 미세소관이 있음을 알 수 있습니다. 미세소관의 모든 쌍은 서로 연결되어 있습니다. 이 결합을 수행하는 단백질은 ATP 가수분해 동안 방출되는 에너지로 인해 구조가 변경됩니다. 이것은 한 쌍의 미세 소관이 서로에 대해 움직이기 시작하고 편모가 구부러지며 세포가 움직이기 시작한다는 사실로 이어집니다.

헤모글로빈이 폐에서 다른 조직과 기관의 세포로 산소를 운반하는 단백질의 기능.

수송

모터

두 답변 모두 정확합니다

그건 중요해 수송단백질 기능. 따라서 헤모글로빈은 폐에서 다른 조직과 기관의 세포로 산소를 운반합니다. 근육에서 이 기능은 단백질 헤모글로빈에 의해 수행됩니다. 혈청 단백질(알부민)은 다양한 생물학적 활성 물질인 지질 및 지방산의 전달을 촉진합니다. 산소를 결합함으로써 헤모글로빈은 청색에서 주홍색으로 변합니다. 따라서 산소가 많은 혈액은 산소가 적은 혈액과 색상이 다릅니다. 세포 외막의 수송 단백질은 환경에서 세포질로 다양한 물질을 운반합니다.

신체의 혈액과 세포에서 물질의 농도를 일정하게 유지하는 단백질의 기능. 성장, 번식 및 기타 중요한 과정에 참여하십시오.

효소의

규제

수송

규제기능은 단백질 - 호르몬에 내재되어 있습니다. 그들은 혈액과 세포에서 물질의 일정한 농도를 유지하고 성장, 번식 및 기타 중요한 과정에 참여합니다. 규제 물질이 있으면 DNA의 특정 부분을 읽기 시작합니다. 이 유전자에 의해 생성된 단백질은 효소 복합체를 통과하는 물질의 긴 변형 사슬을 시작합니다. 결국 판독을 중단하거나 다른 사이트로 전송하는 규제 물질이 생성됩니다. 동시에 어떤 물질을 생산할지 결정하는 것은 DNA 정보이며, 합성의 최종 산물은 DNA를 차단하고 전 과정을 정지시킨다. 또 다른 방법: DNA는 신경계 또는 체액과 같은 신체 제어 시스템의 활동 결과로 나타나는 물질에 의해 차단됩니다. 물론 이 체인에는 많은 수의 중개자가 있을 수 있습니다. 예를 들어 외부 또는 내부 환경의 변화에 ​​대한 응답으로 제어 신호를 보내는 수용체 단백질의 전체 그룹이 있습니다.

DNA 분자에는 질소 염기가 포함되어 있습니다 ...

아데닌, 구아닌, 시토신, 티민

아데닌, 구아닌, 류신, 티민

정답이 없다

DNA 분자에는 네 가지 유형의 질소 염기가 있습니다: 아데닌, 구아닌, 시토신 및 티민. 그들은 해당 뉴클레오티드의 이름을 결정합니다.

뉴클레오티드의 구성을 결정합니다.

인산잔류물, 시티딘, 탄수화물

질소염기, 탄수화물, DNA

질소염기, 탄수화물, 인산잔기

각 뉴클레오티드는 강한 화학 결합으로 연결된 세 가지 구성 요소로 구성됩니다. 이들은 질소 염기, 탄수화물(리보스 또는 디옥시리보스) 및 인산 잔기입니다.

이중 가닥 DNA 분자의 형성에서 아데닌과 티민 사이의 결합의 이름.

하나의

더블

삼루타

DNA 분자는 뉴클레오티드의 이중 행 바느질세로 및 가로 방향으로 두 사슬의 인산염 그룹에 의해 안정적으로 연결된 탄수화물은 구조의 골격 역할을 합니다. "사다리" 사슬 사이에는 약한 수소 결합(아데닌-티민의 경우 결합, 더블).

아데노신 삼인산의 조성을 결정하십시오.

아데닌, 우라실, 두 개의 인산 잔기

아데닌, 리보스, 3개의 인산 잔기

핵산 아데노신 삼인산(ATP)는 단일 뉴클레오티드로 구성되며 포스페이트 그룹 사이에 두 개의 거대 에너지(에너지가 풍부한) 결합을 포함합니다. ATP는 생물학적 축적기(에너지 운반체)의 역할을 하기 때문에 모든 세포에서 절대적으로 필요합니다. 에너지가 저장되거나 방출되고 사용되는 모든 곳, 즉 거의 모든 생화학 반응에서 필요합니다. 이러한 반응은 모든 세포에서 거의 연속적으로 일어나기 때문에 각 ATP 분자는 예를 들어 인체에서 평균적으로 방전되고 다시 충전됩니다. , 1분에 한 번. ATP는 세포질, 미토콘드리아, 색소체 및 핵에서 발견됩니다.

바이러스

분자 수준 - 생물 조직의 초기, 가장 깊은 수준 각 유기체는 세포에 있는 유기 물질 분자로 구성됩니다. 이들은 생물학적 분자입니다. 살아있는 유기체는 무생물과 동일한 화학 원소로 구성됩니다. 현재 100개 이상의 원소가 알려져 있으며, 대부분은 살아있는 유기체에서 발견됩니다: 탄수화물(C), 산소(O), 수소(H) 및 질소(N) 모든 유기 화합물의 기본은 다음과 같습니다. 탄소, 그것은 많은 원자 및 그 그룹과 연결되어 화학적 조성, 길이 및 모양이 다른 사슬을 형성합니다.

단량체 - 복잡한 화학 화합물의 일부인 비교적 단순하게 배열된 원자 그룹 중합체 - 수많은 연결로 구성된 사슬 - 단량체 바이오폴리머 - 생물체의 일부인 중합체 중합체 분자는 상호 연결된 수천 개의 단량체(동일하거나 다름) 바이오폴리머의 특성은 다음에 따라 달라집니다: 모노머의 구조 모노머의 수 모노머의 다양성 바이오폴리머는 보편적이기 때문에 모든 살아있는 유기체에서 동일한 계획에 따라 만들어졌습니다.

<Бактериофаг>


다른 바이러스(위성 바이러스)를 감염시키는 바이러스도 발견되었습니다.

많은 바이러스가 AIDS, 풍진 홍역, 볼거리(볼거리), 수두 및 천연두와 같은 질병의 원인 인자입니다. 바이러스는 크기가 미시적이며 대부분은 모든 필터를 통과할 수 있습니다. 그리고 박테리아와 달리 바이러스는 신체 외부에서 생물의 특성을 나타내지 않기 때문에 영양 배지에서 성장할 수 없습니다. 살아있는 유기체(숙주) 외부에서 바이러스는 살아있는 시스템의 특성이 없는 물질의 결정체입니다.

이야기

1892년 러시아 과학자 D. I. Ivanovsky가 바이러스의 존재(새로운 유형의 병원체)를 처음으로 증명했습니다. 담배 식물의 질병에 대한 수년간의 연구 끝에 D.I. Ivanovsky는 1892년 작업에서 담배 모자이크가 "챔벌린 필터를 통과하는 박테리아에 의해 발생하지만 인공 기질에서는 자랄 수 없는" 결론에 도달했습니다. " 5년 후, 소의 질병, 즉 구제역에 대한 연구에서 유사한 여과 가능한 미생물이 분리되었습니다. 그리고 1898년 네덜란드 식물학자 M. Beijerinck가 D. Ivanovsky의 실험을 재현할 때 그는 그러한 미생물을 "여과 가능한 바이러스"라고 불렀습니다. 약식으로 이 이름은 이 미생물 그룹을 나타내기 시작했습니다. 1901년 인간 최초의 바이러스성 질병인 황열병이 발견되었습니다. 이 발견은 미국 군의관 W. Reid와 그의 동료들에 의해 이루어졌습니다. 1911년 Francis Rous는 Rous 육종이라는 암의 바이러스 성질을 ​​증명했습니다(55년 후인 1966년에만 그는 이 발견으로 노벨 생리의학상을 수상했습니다). 이후 몇 년 동안 바이러스 연구는 역학, 면역학, 분자 유전학 및 기타 생물학 분야의 발전에 중요한 역할을 했습니다. 따라서 Hershey-Chase 실험은 유전 특성의 전달에서 DNA의 역할에 대한 결정적인 증거가 되었습니다. 수년에 걸쳐 최소 6개의 노벨 생리의학상과 3개의 노벨상이 노벨상화학에서 바이러스 연구와 직접적으로 관련된 연구로 수여되었습니다. 2002년에 최초의 합성 바이러스(소아마비 바이러스)가 뉴욕 대학에서 만들어졌습니다.

바이러스의 구조

단순하게 조직된 바이러스는 핵산과 그 주위에 껍질을 형성하는 여러 단백질(캡시드)로 구성됩니다. 이러한 바이러스의 예로는 담배 모자이크 바이러스가 있습니다. 그 캡시드에는 분자량이 작은 한 가지 유형의 단백질이 포함되어 있습니다. 복잡하게 조직된 바이러스에는 단백질 또는 지단백질과 같은 추가 껍질이 있습니다. 때때로 복잡한 바이러스의 외부 껍질에는 단백질 외에 탄수화물이 포함되어 있습니다. 복잡하게 조직된 바이러스의 예는 인플루엔자와 헤르페스의 원인 물질입니다. 그들의 외부 껍질은 바이러스가 세포 외 환경으로 들어가는 숙주 세포의 핵 또는 세포질 막의 단편입니다. 성숙한 바이러스 입자를 비리온이라고 합니다. 사실, 그것들은 맨 위에 단백질 코트로 덮인 게놈입니다. 이 껍질이 캡시드입니다. 핵산을 파괴하는 효소인 뉴클레아제의 영향으로부터 바이러스의 유전 물질을 보호하는 단백질 분자로 구성됩니다. 일부 바이러스에서는 단백질로 구성된 슈퍼캡시드 껍질이 캡시드 위에 위치합니다. 유전 물질은 핵산으로 표시됩니다. 일부 바이러스에서는 이것이 DNA(소위 DNA 바이러스)이고 다른 바이러스에서는 RNA(RNA 바이러스)입니다. 이 경우 바이러스 단백질의 합성은 역전사를 필요로하기 때문에 RNA 바이러스는 역전사 효소 (revertase)에 의해 수행되고 RNA를 기반으로 한 DNA 합성이기 때문에 레트로 바이러스라고도합니다.

생물권에서 바이러스의 역할

바이러스는 숫자로 볼 때 지구상에서 가장 흔한 유기물의 존재 형태 중 하나입니다. 세계 바다의 물에는 엄청난 수의 박테리오파지(물 1밀리리터당 약 2억 5천만 개의 입자)가 포함되어 있습니다. 약 4 × 1030이고, 바다 바닥 퇴적물에 있는 바이러스(박테리오파지)의 수는 실질적으로 깊이에 의존하지 않으며 모든 곳에서 매우 높습니다. 수십만 종의 바이러스(변종)가 바다에 살고 있으며 대다수는 설명되지 않았으며 훨씬 덜 연구되었습니다. 바이러스는 일부 생물 종의 개체수를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다(예: 와일딩 바이러스는 몇 년마다 북극 여우의 수를 몇 배 감소시킵니다).

유기 세계의 시스템에서 바이러스의 위치

바이러스의 기원

구조

바이러스 입자(비리온)는 하나 이상의 DNA 또는 RNA 분자로 표시되는 바이러스 게놈을 포함하는 캡시드인 단백질 캡슐입니다. 캡시드는 단백질 복합체인 캡소머로 만들어지며, 이는 차례로 프로토머로 구성됩니다. 단백질과 복합된 핵산은 뉴클레오캡시드라는 용어로 지정됩니다. 일부 바이러스에는 외부 지질 외피도 있습니다. 다양한 바이러스의 크기는 20(파보바이러스)에서 500(미미바이러스) 및 그 이상의 나노미터입니다. Virions는 종종 규칙적인 기하학적 모양(20면체, 실린더)을 갖습니다. 이러한 캡시드 구조는 구성 단백질 간의 결합을 식별하므로 바이러스가 게놈의 공간을 절약할 수 있도록 하는 하나 또는 여러 종의 표준 단백질로부터 구축될 수 있습니다.

감염 메커니즘

일반적으로 단일 세포 규모의 바이러스 감염 과정은 여러 단계로 나눌 수 있습니다.

1. 세포막에 부착 - 소위 흡착. 일반적으로 비리온이 세포 표면에 흡착되기 위해서는 원형질막에 단백질(종종 당단백질)이 있어야 합니다. 이 단백질은 이 바이러스에 특이적인 수용체입니다. 수용체의 존재는 종종 주어진 바이러스의 숙주 범위와 조직 특이성을 결정합니다. 2. 세포로의 침투. 다음 단계에서 바이러스는 세포 내부에 유전 정보를 전달해야 합니다. 일부 바이러스는 또한 구현에 필요한 자체 단백질을 가지고 있습니다(이는 특히 음성 RNA를 포함하는 바이러스에 해당됨). 다른 바이러스는 세포에 침투하기 위해 다른 전략을 사용합니다. 예를 들어, 피코르나바이러스는 원형질막을 통해 RNA를 주입하는 반면, 오르토믹소바이러스 비리온은 엔도사이토시스 동안 세포에 포획되어 리소좀의 산성 환경에 들어가 최종 성숙(바이러스의 탈단백질화)을 겪습니다. 입자), 그 후 RNA는 바이러스 단백질과 결합하여 리소좀 막을 가로질러 세포질로 들어갑니다. 바이러스는 또한 복제의 위치가 다르며 일부 바이러스(예: 동일한 피코르나바이러스)는 세포의 세포질에서 증식하고 일부(예: 오르토믹소바이러스)는 핵에서 증식합니다. 3. 세포 재프로그래밍. 세포에서 바이러스에 감염되면 특별한 항 바이러스 방어 메커니즘이 활성화됩니다. 감염된 세포는 신호 분자인 인터페론을 합성하기 시작하여 주변의 건강한 세포를 항바이러스 상태로 전환시키고 면역 체계를 활성화합니다. 세포에서 바이러스 복제로 인한 손상은 내부 세포 제어 시스템에 의해 감지될 수 있으며 그러한 세포는 세포자멸사 또는 프로그램된 세포 사멸이라는 과정에서 "자살"해야 합니다. 그것의 생존은 항바이러스 방어 시스템을 극복하는 바이러스의 능력에 직접적으로 달려 있습니다. 진화 과정에서 많은 바이러스(예: 피코르나바이러스, 플라비바이러스)가 인터페론의 합성, 세포자멸사 프로그램 등을 억제하는 능력을 획득한 것은 놀라운 일이 아닙니다. 항바이러스 보호를 억제하는 것 외에도 바이러스는 세포에서 자손의 발달에 가장 유리한 조건을 만드는 경향이 있습니다. 4. 끈기. 일부 바이러스는 잠복 상태로 전환되어 세포에서 발생하는 과정을 약하게 방해하고 특정 조건에서만 활성화될 수 있습니다. 이것은 예를 들어 일부 박테리오파지의 번식 전략이 구축되는 방식입니다. 감염된 세포가 유리한 환경에 있는 한 파지는 이를 죽이지 않고 딸 세포에 유전되며 종종 세포 게놈에 통합됩니다. 그러나 용원성 파지에 감염된 박테리아가 불리한 환경에 들어가면 병원체가 세포 과정을 통제하여 세포가 새로운 파지가 만들어지는 물질을 생산하기 시작합니다. 세포는 수천 개의 파지를 생산할 수 있는 공장이 됩니다. 성숙한 입자는 세포를 떠나 세포막을 파괴하여 세포를 죽입니다. 일부 종양학적 질병은 바이러스(예: 파포바바이러스)의 지속성과 관련이 있습니다. 5. Virion 성숙 및 세포에서 나옵니다. 결국, 새로 합성된 게놈 RNA 또는 DNA는 적절한 단백질로 옷을 입고 세포를 빠져 나옵니다. 활발히 복제하는 바이러스가 항상 숙주 세포를 죽이는 것은 아니라는 점에 유의해야 합니다. 일부 경우(예: 오르토믹소바이러스)에서 자손 바이러스는 파열을 일으키지 않고 원형질막에서 싹을 틔웁니다. 따라서 세포는 계속 살아서 바이러스를 생산할 수 있습니다.