[Molecular Cell Biology]The Diversity and Commonality of Cells 4부






바이러스는 전형적인 기생체이다.


Virus (바이러스)성 질병은 종류가 다양하고 대부분 우리들에게 매우 친숙하다. 그 예로 chicken pox (수두), influenza (독감), pneumonia (폐렴), polio (소아마비), measles (홍역), rabies (광견병), hepatitis (간염), common cold (감기) 등이 있다. 한때 세계적인 재앙이었던 smallpox (천연두)는 1960 년대 중반에 시작하여 10여 년 동안의 범세계적인 immunization (면역예방)의 효과로 박멸되기도 하였다. Plant에 infection (감염)되는 virus, 예를 들어, 옥수수의 dwarf mosaic virus (난쟁이 모자이크 바이러스)는 농작물 수확에 있어서 경제적으로 심각한 영향을 미쳤다.


전통적인 육종법과 최근의 genetic engineering (유전공학) 기술에 의해 개발된 virus-resistant (항바이러스) 변형식물의 제조로 작물 손실을 상당량 줄일 수 있다. 대부분의 virus는 제한적인 숙주 범위를 가지고 있어 특정한 bacteria나 animal 또는 plant를 infection 시킨다(Figure 5). Virus는 스스로 증식하고 생식하지 못하기 때문에 생명체로 간주되지는 않는다. 


생존을 위해 virus는 host cell에 infection 해야만 하고 viral protein (바이러스 단백질)을 합성하고, 때로는 virus 자신의 genetic material을 복제하기 위해 host의 internal machinery (내부기구)를 이용하기도 한다. 새로 만들어진 virus가 방출되면 virus의 life cycle이 새롭게 시작된다. Bacteria가 1,000㎚ (1㎚ = 10-9 meters) 이상인데 비하여 virus는 지름이 100㎚ 정도로 보통의 cell보다 더 작다. 일반적으로 virus는 core (중심부)와 이 core를 싸고 있는 protein coat (단백질 외피)로 이루어져 있다.



FIGURE 5 The yeast Saccharomyces cerevisiae reproduces sexually and asexually. (a) Two cells that differ in mating type, called a and, can mate to form an a cell. The a and cells are haploid, meaning they contain a single copy of each yeast chromosome, half the usual number. Mating yields a diploid a cell containing two copies of each chromosome. During vegetative growth, diploid cells multiply by mitotic budding, an asexual process. Under starvation conditions, diploid cells undergo meiosis, a special type of cell division, to form haploid ascospores . Rupture of an ascus releases four haploid spores, which can germinate into haploid cells. These also can multiply asexually. (b) Scanning electron micrograph of budding yeast cells. After each bud breaks free, a scar is left at the budding site so the number of previous buds can be counted. The orange cells are bacteria. [Part (b) M. Abbey/Visuals Unlimited, Inc.]


Genetic material을 포함하는 core는 virus 증식을 위한 정보를 지니고 있고, virus의 coat는 외부로부터 virus 자체를 보호하고 host cell에 부착하거나 cell로 들어가는 것을 돕는다. 일부 virus에서 coat는 host cell membrane에서 유래하는 외피 막으로 둘러싸여 있다. Virus가 genetic material을 cell이나 tissue로 전달하는 능력은 의학적으로 해가 될 수도 있고 유용할 수도 있다. Virus의 infection은 치명적으로 유해하여, cell을 깨거나 tissue를 파괴할 수도 있다. 그러나 cell을 조작하기 위해 사용되는 많은 방법들은 cell 내로 genetic material을 전달하기 위해 이용하는 virus에 달려있다. 


이러한 방법으로 virus genetic material 중 유해한 부위를 제거하고 대신 human의 gene (유전자) 등과 같은 genetic material로 대체하여 gene을 도입한 vector (매개체)를 cell 안으로 넣어 주는 것이다. 따라서 언젠가는 defective gene (결손 유전자)로 유발되는 질병에서 viral vector를 이용하여 환자의 defective gene 대신 정상적인 gene copy (유전자 복사체)를 환자에게 주입하는 치료법을 사용하게 될 것이다. 현재 많은 과학자들이 주입한 gene이 적절한 장소에서 적절한 시간에 작용할 수 있는 연구에 전념하고 있다.






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