바이러스는 스스로 복제 할 수없는 소형 전염병입니다. 그들은 동물, 식물 및 미생물을 포함한 거의 모든 살아있는 유기체를 감염시킵니다. Viroid는 주로 식물 세포를 감염시키는 RNA 분자 일뿐입니다. 그들은 구조의 바이러스와 어떻게 복제 방식과 다릅니다.
1880 년대 초, 루이 파스퇴르는 현미경을 통해 볼 수 없을 정도로 작은 병원체가 광견병의 원인이라고 제안했다. 나중에 1892 년에 Dmitri iosifocivh Ivanovsky는 자연에서 발견되는 박테리아와는 다른 담배 식물을 감염시키는 병원체를 설명했습니다. 1898 년, Martinus Beijerinck는이 비 박테리아 물질을“바이러스”로 지명하고 흥미롭고 역동적 인 바이러스학 분야를 낳았습니다.
첫 번째 바이러스의 식별 이후, 9,000 개가 넘는 바이러스 종이 확인되고 연구되었습니다.
바이러스는 박테리아 후 감염원의 두 번째 주요 연장을 나타냅니다. 박테리아 감염은 흔하지 만 바이러스는 10 ~ 1의 한 배수로 박테리아를 수보다 우수하기 때문에 바이러스가 더 풍부합니다. 감기와 인플루엔자와 같은 바이러스 감염은 가장 많이 논의되는 것입니다. 바이러스 감염은 접촉, 액 적에 의해 전염 될 수 있거나 공중에있을 수 있습니다. 많은 동물 감염에는 원인 바이러스 제제가 있습니다.
(사진 크레딧 :Artemida-Psy/Shutterstock)
Viroids는 1970 년대 Theodor Otto Diener에 의해 처음 발견되었습니다. 그는 바이러스보다 훨씬 작고 짧은 단일 가닥 RNA로 만들어졌으며 정상 바이러스가 가지고있는 단백질 캡시드가 부족했기 때문에 본질적으로 비 바이러스 인 병원성 제를 확인했습니다. 그는 그들을 viroids로 지명했고,이 발견은 박테리아와 바이러스 후 감염원의 세 번째 주요 확장을 유발했습니다.
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감자 스핀들 튜버 병을 담당하는 바이러이드는 PSTVD로 명명되었으며 1978 년에는 완전한 서열이 결정되었다. 그 이후로 식물에서 감염을 일으키는 30-40 개의 바이로이드가 확인되었다.
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포도 나무 잎의 노란색 얼룩 바이로이드 감염 (사진 크레디트 :Parichate Tangkanchanapas/Wikimedia Commons)
바이러스와 viroids는 무엇입니까?
바이러스 및 바이러스는 살아있는 숙주 세포에서 독점적으로 복제 할 수있는 소형 전염성 제입니다. 그들은 특정 기능을 공유하지만 다릅니다.
바이러스는 유전 물질을 감싸는 단백질 캡슐 (때로는 외부 지질 봉투)으로 구성됩니다. 바이러스 게놈은 단일 가닥 또는 이중 가닥 일 수있는 DNA 또는 RNA를 포함한다. 바이러스는 박테리아, 고고, 식물 및 동물을 감염시킬 수 있으며 광견병, 천연두, HIV 및 인간의 AIDS, 담배 식물의 담배 반지 냄비와 같은 질병을 유발할 수 있습니다.
반면에 바이러스는 독점적으로 단일 가닥 RNA 게놈을 가지며 식물에서만 감염을 일으키는 것으로 나타났습니다. Viroid는 각각의 식물에서 감자 스핀들 결절 및 감귤류 엑소 코르 티스 감염을 일으 킵니다.
viroid는 바이러스보다 작기 때문에 "서브 바이러스 제제"라고도하며 바이러스를 가장 작은 알려진 감염제로 대체했습니다.
바이러스의 일반적인 구조. 핵산은 단백질 캡시드로 둘러싸여 있으며, 이는 봉투가있을 수 있거나 없을 수 있습니다. (사진 크레딧 :Skypics Studio/Shutterstock)
감자 스핀들 결절 성수소의 일반적인 구조 (사진 크레디트 :Jakub Friedl/Wikimedia Commons)
바이러스 및 viroids의 구조
바이러스는 다양한 모양과 크기를 나타냅니다. 그것들은 20-300nm 범위의 크기로 구형, 나선형, 다면체 또는 모양이 될 수 있습니다.
식물과 동물 외에도 바이러스는 박테리아를 감염시킬 수 있습니다. 박테리아를 감염시키는 가장 일반적인 유형의 바이러스를 박테리오파지라고합니다. 박테리오파지의 구조는 프로토 머라고 불리는 작은 단백질 서브 유닛으로 구성된 외부 단백질 캡시드를 가지며, 바이러스 유전 물질 (DNA 또는 RNA)을 제박한다. 또한 칼라,베이스 플레이트, 꼬리 섬유 및 스파이크로 캡시드에 연결된 테일 튜브가 있습니다. 유전자 물질과 캡시드를 갖는 바이러스 입자를 비리 온이라고합니다.
대부분의 바이러스의 경우, 캡시드는 가장 바깥 쪽 층을 형성하지만 일부 바이러스의 경우 바이러스 캡시드는 지질 봉투에 둘러싸여 있습니다. 이러한 바이러스는“포개 바이러스”입니다. 인플루엔자 바이러스, 간염 바이러스 및 고도로 변성 가능한 코로나 바이러스는 모두 포괄적 인 바이러스입니다. 로타 바이러스 및 폴리오 바이러스는 지질 봉투가없고 비대화 바이러스라고합니다.
Viroid는 지질 봉투 나 단백질 캡시드가없는 비정상적으로 작은 식물 병원체입니다. 그것들은 약 360 개의 잔기의 단일 가닥 RNA 분자입니다.
헬리컬, 다면체, 구형 및 복잡한 바이러스의 구조. (사진 크레딧 :GraphicsRF/ShutterStock)
공동 진화 가설과 RNA 세계 가설
연구자들은 발견 된 이래로 바이러스와 기화물이 어떻게 진화했는지 스스로에게 물었다.
세 가지 다른 가설은 바이러스의 기원을 설명 할 수 있습니다. 이것들은 진보적 인 가설, 회귀 가설 및 공동 진화 가설 또는 바이러스 우선 가설입니다.
"점진적 가설"은 바이러스의 기원이 모바일 유전자 요소 (예 :DNA 또는 RNA의 일부)가 한 세포에서 다른 세포로 이동하는 능력에 기초한다는 것을 나타냅니다. 이러한 유전자 요소는 숙주 세포 기계의 사용과 함께 복제하여 새로운 세포에 들어가서 다시 복제를 시작할 수있는 새로운 유전 적 요소를 형성 할 수 있습니다.
“회귀 가설”은 바이러스가 시간이 지남에 따라 유전자 정보를 잃어버린보다 복잡한 조상에서 비롯된 것일 수 있다고 말합니다. 이 잃어버린 유전자 정보는 복제하기위한 기생 적 접근의 채택을 자극하여 바이러스의 기원을 이끌어 냈습니다.
“공동 진화 가설”으로도 알려진“바이러스 우선 가설”은 바이러스와 세포가 조성물에 단백질과 핵산을 갖기 때문에 동시에 진화했다고 제안합니다.
Viroids의 기원은 "RNA 세계 가설"을 사용하여 설명 할 수 있습니다. 이것은 RNA 게놈이있는 바이러이드의 존재와 단백질을 만들 수 없다는 것이 리보솜이없는 RNA 세계의 존재를 강조한다는 것을 의미한다. 또한 진화 과정에서 RNA가 DNA와 단백질보다 우선한다는 것을 의미 할 수 있습니다.
바이러스 및 viroids의 전염
바이러스는 한 호스트에서 다른 호스트로 퍼질 수있는 뛰어난 능력이 있습니다. 숙주는 세 가지 도메인 인 아치 아아, 박테리아 및 진핵에 속할 수 있습니다.
바이러스 전염은 바이러스를 한 숙주에서 다른 숙주 (동일한 종 또는 다른 종)로 전달하는 메커니즘입니다. 바이러스를 전송하려면 먼저 숙주에 들어가서 생존하고 복제해야합니다. 그런 다음 새로운 바이러스는 다른 숙주 세포를 감염시키기 위해 환경으로 자유롭게 분해됩니다.
이 바이러스 전염은 수평 또는 수직 일 수 있습니다. 수직 전송은 바이러스를 어머니로부터 아이로 수직으로 전달하는 반면 수평 전염은 사람에서 사람으로의 전염입니다. 바이러스 발병은 바이러스 전염의 수평 모드를 따릅니다.
viroid의 전염은 감염된 식물과의 직접 잎에서 잎 접촉을 통해 발생합니다. 또한 농업이나 원예 관행에 따라 식물 전파 또는 오염 된 도구 및기구를 사용하여 전염 될 수 있습니다. 일부 viroid는 꽃가루와 씨앗을 통해 전염되는 반면, 알려진 한 바이로이드는 진딧물에 의해 전염됩니다.
모든 바이러스와 바이러스가 숙주 세포와의 상호 작용시 증상을 유발할 수있는 것은 아닙니다. 이러한 잠복 또는 증상이없는 바이러스 및 viroid는 각각 분류 된 바이러스 및 Viroid의 7% 및 4%를 나타냅니다.
대기 시간 후, 영향을받는 숙주 세포는 바이러스 또는 viroid에 의한 감염을 나타내는 증상을 나타 내기 시작합니다.
바이러스 감염은 감염된 사람과 직접 또는 간접적으로 접촉하여 전염 될 수 있습니다. 또한 음식, 공기, 곤충 또는 감염된 동물을 통해 전염 될 수 있습니다. (사진 크레딧 :이중 뇌/셔터 스톡)
바이러스 및 바이러이드에서의 게놈 복제
바이러스와 viroid는 세포가 아닌 입자 일 뿐이므로 복제하려면 숙주의 분자 기계가 필요합니다. 복제 메커니즘은 동일한 문서의 여러 사본을 만들 수있는 복사 과정과 유사합니다. 모든 재료와 기계는 숙주 세포에 의해 공급되는 반면, 바이러스/viroids는 청사진 (유전자 물질)만을 공급합니다. 복제 프로세스는 바이러스와 viroid의 정확한 사본을 다양한 숫자로 만듭니다.
바이러스 및 바이러스 게놈에 대한 복제 부위는 존재하는 유전 물질에 기초하여 다릅니다. 바이러스는 RNA 또는 DNA 게놈을 가질 수있는 반면, 바이러스는 RNA 게놈만을 갖는다. DNA 바이러스의 게놈은 핵에서 복제되는 반면, RNA 바이러스의 게놈은 숙주 세포의 세포질에서 복제된다. Viroid (독점적으로 RNA)는 식물 세포 핵 (핵 복제 viroids) 또는 엽록체 (엽록체-반성 viroids)에서 복제 될 수있다.
복제 메커니즘과 관련하여 DNA 바이러스는 복제를 위해 숙주 기계를 사용하는 반면, RNA 바이러스에는 자체 복제 효소가 있습니다. 이것은 주형 RNA에 상보적인 RNA 가닥을 합성 할 수있는 효소이다. 따라서, 효소는 또한 RNA- 의존성 RNA 폴리머 라제라고도한다.
역전사 바이러스는 바이러스 성 역전사 효소를 사용하여 게놈을 복제합니다. 전사는 DNA 주형으로부터 RNA를 합성하는 과정이다. 역전사 과정은 RNA 주형으로부터 DNA의 합성이다. 이 전환을 촉매 할 수있는 효소는 역전사 효소 또는 RNA 방향 DNA 폴리머 라제입니다.
바이러스가 식물로 전달되면, 플라스마 모드 스마타를 통해 식물 세포로 들어가고 숙주 RNA 폴리머 라제 II를 사용하여 복제 할 것이다.
.바이러스와 바이러스에서 가장 일반적인 복제 모드는 특정 전략간에 놀라운 차이가 있지만 "롤링 원 복제"입니다. 자세한 메커니즘은 DNA 바이러스, RNA 바이러스 및 viroid에 관한 연구 논문에서 더 잘 이해할 수 있습니다.
바이러스 유전자는 숙주 기계를 희생시키면서 단백질에 대한 코드 인 반면, viroid는 단백질을 형성하지 않습니다.
viroid가 단백질을 형성하지 않으면 식물에 어떤 영향을 줄 수 있습니까? 대답은 RNA 침묵입니다. viroids의 siRNA는 식물 RNA와 시퀀스 유사성을 공유하여 식물 RNA를 저하 시키거나 번역을 억제하여 질병 증상을 초래할 수 있습니다.
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롤링 원 복제는 단방향 DNA 복제 메커니즘입니다. 개시제 단백질은 DNA 가닥 중 하나를 닉하고, 닉한 영역은 프라이머로서 작용하고, 닉어가 된 가닥은 새로운 가닥의 합성을위한 주형 역할을한다. 프라이머는 복제 후 제거되고 닉은 리가 제와 결합된다. (사진 크레딧 :Tobias Vornholt/Wikimedia Commons)
결론
바이러스는 실제로 다양한 측면에서 Viroid와 다릅니다. 그들의 크기와 모양에서 전염 및 감염 방식에 이르기까지, 둘 사이에는 특징적인 차이가 있습니다. 바이러스는 동물과 식물 모두에 영향을 미치고, 바이러스는 엄격하게 식물과 관련이 있습니다. Viroid가 단백질을 암호화하고 RNA 침묵 메커니즘을 통해 숙주에 영향을 미치지 못하는 것은 매우 중요하며, 이는 단백질과 DNA 전에도 존재했으며 진화에 중요한 역할을 할 수 있음을 암시합니다.
