미생물학 4장 (3) - 박테리오페이즈

1. 바이러스의 핵산
   1. 대부분의 세균바이러스는 dsDNA를 갖는다.
   2. 대부분의 RNA바이러스는 ssRNA를 갖는다.
   3. 대부분의 식물바이러스는 ssRNA를 갖는다. 
   4. 인플루엔자, 사스, AIDS는 ssRNA를 갖는다.
   5. 대부분의 RNA바이러스는 분절유전체를 갖는다.
2. 숙주 용균에 필요한 단백질
   1. 홀린 : 원형질막에 구멍을 내게 한다.
   2. 라이소자임 : 펩티도글리칸을 분해한다.
3. 스파이크 단백질 = 페플로머 라고도 한다.
4. 바이러스의 증식
   1. 흡착 → 침투 → 껍질 벗기 → 합성,복제 → 조립 → 방출
   2. 흡착 : 바이러스의 스파이크가 세포의 수용체와 결합
      1. 그람 음성 : 지질다당체가 수용체로 작용
      2. 그람 양성 : 테이코산, 선모, 편모가 수용체로 작용
      3. 동물바이러스 : 지질뗏목(lipid raft)가 수용체로 작용
   3. 침투 : 바이러스가 세포막에 의해서 함입되어 내부로 이동, 소낭 막과 외피가 융합되어서 캡시드가 노출된다.
      1. 원형질막융합 침투 : 외피 보유바이러스일 때
         1. endocytosis가 아니다
         2. non-endosome 융합이다.
         3. 외피와 원형질막이 융합되고 캡시드만 빠져나온다.
      2. 세포내흡입 침투(endocytosis) : 외피 보유바이러스일 때
         1. 세포막과 융합하여 엔도솜 안으로 바이러스가 들어간다.
         2. 엔도솜 안쪽의 pH가 낮게 유지되면서 엔도솜 막과 외피가 융합되어서 세포질로 빠져나온다.
      3. 세포내흡입 침투(endocytosis) : 외피 비보유바이러스일 때
         1. 엔도솜 안쪽의 pH가 낮게 유지되면 캡시드와 엔도솜이 오픈되면서 핵산만 나온다.
   4.  합성 : RNA, 스파이크 등 합성

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핵산을 감싸고 있는 막이 있다.

그걸 외피가 또 감싸고 있다.

그 밖에 소체도 있다.

이런걸 복합적 대칭형캡시드 라고 한다.

 

대부분의 바이러스는 나선형이거나 정이십면체 캡시드인데

이 둘이 아니면 나머지를 싹다 복합대칭형 구조라고 한다. 

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 박테리오페이즈 

세균 바이러스는 우리가 박테리오페이즈 라고 얘기한다.

어떻게 이렇게 작은 것이 정교한 구조를 가질 수 있을까?

캡시드 머리 + 꼬리 (중심관 + 껍데기) + 섬유

 

몸통은 나선형 모양으로 단백질로 감싸지만

꼬리섬유는 단백질로 감싸지 않는다.

 

다리는 있는 바이러스도 있고 없는 바이러스도 있다.

T(짝수) 파지는 다리가 있다.

 

T파지는 double strand DNA 를 가지고 있다. 

 

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★★★★★★★

1. 대부분의 세균바이러스는 dsDNA를 갖는다.
2. 대부분의 RNA바이러스는 ssRNA를 갖는다.
3. 대부분의 식물바이러스는 ssRNA를 갖는다. 
4. 인플루엔자, 사스, AIDS는 ssRNA를 갖는다.
5. 대부분의 RNA바이러스는 분절유전체를 갖는다.

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T4 페이즈의 조립될 때를 보자.

머리가 먼저 조립이 된다. DNA를 담아야 하니까.

머리가 완성이되면 깃이 형성이 된다.

꼬리전구체가 와서 머리와 붙는다.

그 다음 꼬리섬유가 부착된다.

그러면 비리온이 완성된다.

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핵산은 이미 들어갔다. 빈 껍데기들이 표면에 있다.

안으로 핵산이 들어가고 그 안에서 T4 파지가 조립이 된다.

조립이 되고 세포를 터뜨리면서 나오는 것이다.

이때 쓰는 단어가 용균이다. 

숙주 용균

 

숙주를 용균하는데 필요한 단백질이 있다. ★★★★★★★

홀린 : 원형질막에 구멍을 내게 한다.

라이소자임 : 펩티도글리칸을 분해한다.

 

두가지가 필수적으로 있어야 터뜨리고 나올 수 있다.

 

방출이 된다는 것은 나온 애들은 비리온이라는 것이다.

방출되면 계속 반복된다.

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외피랑 스파이크를 다시 정리해보자.

외피는 숙주 막에서 유래한다.

외피의 단백질 성분은 스파이크 단백질이다. 

스파이크 단백질을 다른 말로 하면 페플로머(peplomer) 라고 한다. ★★★★★★★

 

스파이크의 가장 중요한 작용은 숙주세포에 부착한다는 것이다.

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바이러스가 숙주세포 수용체에 붙는 모습이다.

 

흡착되는 방법이 세가지가 있다. 흡착되는 법 시험에 나온다.

 

핵산만 들어오는게 아니라 뉴클레오캡시드가 들어온다.

들어와서 핵산을 방출한다.

방출된 핵산이 자기가 원하는 바이러스 단백질을 만들어내고 핵산 자체도 복제가 된다.

자기복제가 되면 세포를 터뜨리면서 방출이 된다.

 

흡착 → 침입 → 합성 → 복제 → 방출

 

 

외피 있는 놈이 와서 붙는다.

붙은 다음에 침투한다.

안에 있는 뉴클레오캡시드가 세포질에 들어온다.

그 다음 핵산이 방출된다.

핵산이 방출되면 핵산이 복제되고

단백질 만들고 캡소머 만들고 여기저기서 조립돼서 방출된다.

 

 

 

흡착

흡착은 어떻게 일어나는가? 특이적으로

specific하다. 친화도가 크기 때문에.

 

파지의 수용체로 작용할 수 있는 것 ★★★★★★★

그람 음성 : Lipopolysaccharide가 수용체로 작용한다. 

그람 양성 : techoic acid, 선모, 편모가 수용체로 작용한다.

 

동물바이러스

지질뗏목(lipid raft)이라는 소구역이 있다. 여기에 수용체가 있다. ★★★★★★★

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침입

흡착은 붙는것이지 들어오는 건 아니다.

이제 들어온다. 어떻게 들어오냐?

 

박테리오페이즈 : 캡시드는 밖에 놔두고 핵산만 들어간다.

진핵세포바이러스 : 뉴클레오캡시드 전체가 들어간다. 그 다음에 캡시드로부터 핵산이 방출된다. 

 

침투 기작 3가지

① 원형질막융합 침투 (membrane fusion)

: 외피를 가지고 있어야 한다. 외피보유바이러스
바이러스의 외피막과 숙주세포의 막이 서로 융합한다.
엔도솜으로 들어가진 않는다. 관련 없다. ★★★★★★★

 

외피보유 바이러스

스파이크프로틴이 있다.

바이러스의 외피와 수용체의 세포막이 융합된다. >> endocytosis가 아니다. ★★★★★★★

융합이 되면 문이 뽕하고 뚫려서 펼쳐지면서 뉴클레오 캡시드가 들어간다. (enodosome non 융합이다)

 

코로나 바이러스가 들어올 때 이렇게 들어온다. 

ACE2 수용체에 붙어서 세포막과 융합되면서 코로나바이러스가 들어온다.

캡시드가 부서지면서 +RNA인 코로나는 자기한테 필요한 단백질을 바로 만들 수 있다.

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② 세포내흡입 침투 (외피 보유) (endocytosis)

 : 외피 보유가 있고 외피 비보유가 있다.

 

외피 보유 바이러스의 경우 엔도솜과 융합한다.

 

엔도솜과 융합하는 외피바이러스 . 세포내흡입

바이러스를 아예 둘러 싸서 endocytosis가 일어난다.

세포질 안쪽으로 피복 단백질에 의해서 피복구가 단백질로 입혀진다.

얘가 엔도솜과 융합을 한다.

융합하는 순간 엔도솜 안으로 바이러스가 들어가게 된다. ★★★★★★★

 

엔도솜은 pH가 낮은 상태이다.

양성자 농도가 계속 높게 있다.

 

그 안의 바이러스는 엔도솜 막과 다시 융합이 일어나면서 엔도솜으로부터 빠져나온다.

그래 가지고 바이러스가 최종적으로 세포질로 나가게 된다.

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③ 세포내흡입 침투 (외피 비보유) (endocytosis)

외피가 없다. 외피가 없는 상태의 캡시드이다.

세포자체 막에는 수용체가 있다.

그러면 여기있는 스파이크는 뭐냐? 캡시드 스파이크 이다.

 

붙은 상태에서 Endocytosis가 일어난다.

그러면 다시 pH가 낮은 상태의 엔도솜 안에 들어가게 된다.

엔도솜 안의 바이러스의 뉴클레오캡시드가 세포질로 나오느냐? 그렇지 않다.

캡시드가 나오지 않고 핵산만 나온다.

 

낮은 pH작용에 의해서 캡시드가 오픈되고 membrane도 오픈돼서 핵산만 나온다.

말은 이렇게 하지만 그 사이사이의 과정은 복잡해서 간단히 설명한다.