바이러스의 구조

바이러스(virus)는 모양과 크기가 매우 다양하지만, 모두 몇 가지 공통적인 구조적 특징을 가지고 있습니다. 모든 바이러스는 DNA나 RNA 기반 유전체를 포함하는 코어(core; 핵; 심)를 가지고 있습니다. 코어는 캡시드(capsid)라고 불리는 보호 단백질 껍질로 둘러싸여 있습니다. 캡시드는 캡소미어(capsomere; 캡소머)라고 불리는 단위체(subunit)로 구성됩니다. 캡시드와 유전체를 포함하는 코어는 뉴클레오캡시드(nucleocapsid)로 알려져 있습니다.

바이러스 구조의 분류

캡시드 구조를 포함, 바이러스를 분류하는 데 많은 기준이 사용됩니다. 일부 바이러스는 더 복잡한 캡시드 구조를 발달시켰지만, 대부분의 바이러스에는 정이십면체형(icosahedral) 또는 나선형(helical) 캡시드가 있습니다. 정이십면체형 모양은 20면체의 준구형 구조입니다. 일반적인 감기를 일으키는 바이러스인 라이노바이러스(Rhinovirus)는 정이십면체형입니다. 나선형(예: 실 모양 또는 막대 모양) 캡시드는 얇은 선형이며 원기둥과 유사합니다. 핵산 유전체(nucleic acid genome)는 나선형 캡시드의 홈 안에 들어맞습니다. 식물 병원체인 담배모자이크바이러스(tobacco mosaic virus)는 나선형 바이러스의 전형적인 예입니다. 어떤 바이러스들은 캡시드의 바깥쪽에 있는 지질과 단백질로 된 외피(envelope)에 둘러싸인 캡시드를 가지고 있습니다. 이 바이러스 외피는 바이러스에 의해 생성된 것이 아니라 숙주의 세포에서 획득한 것입니다. 이 외피 분자들은 바이러스를 보호하고 숙주의 세포와의 상호작용을 중재합니다.

바이러스 구조는 감염과 면역에 매우 중요합니다

바이러스 캡시드는 바이러스의 유전체를 보호할 뿐만 아니라 숙주 세포와의 상호작용에도 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 캡시드 단백질은 숙주 세포의 특정 세포막 단백질을 인식하고 결합해 감염을 일으킵니다. 캡시드 단백질은 또한 숙주 내부에서 복제되게 만들기 위해 바이러스 유전체의 껍질을 벗기는 데 중요한 역할을 합니다.

캡시드와 외피의 단백질과 지질이 감염을 일으키지만, 동시에 이 분자들은 바이러스에 고유하기 때문에 숙주의 면역 체계가 바이러스의 존재를 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 면역 반응을 유도하는 것은 일반적으로 미생물 연관 분자 패턴(microbe-associated molecular pattern, 줄여서 MAMP)으로 알려져 있습니다. 식물의 MAMP는 감염을 완화할 수 있고 미래에 유사한 병원체에 의해 감염될 경우 더 강력한 면역 반응으로 대응할 수 있는 일련의 면역 반응을 이끌어냅니다. MAMP는 또한 염증과 항균 단백질의 생성을 포함하여 인간에게 선천면역(innate immunity) 반응을 유발합니다. 일부 백신은 특정 바이러스 병원균에 대한 면역력을 부여하기 위해 인체가 MAMP를 인식하는 능력을 이용합니다.