바이러스는 복제 오류, 바이러스와의 호스트와의 상호 작용 및 UV 광선과 같은 외부 돌연변이 인과 같은 다양한 생물학적 과정을 통해 돌연변이됩니다.
Alpha, Delta, Epsilon, Lambda, Omicron… 그리고 앞으로 더 많은 것들! 그 이름을 듣는 것만으로도 나에게 악몽이 생깁니다. 지난 2 년 동안, 신선한 Covid-19 변형의 새로운 이름이 몇 달마다 TV에서 나타났습니다.
코로나 바이러스가 계속 진화하기 때문입니다. 그러나 변화하는 것은 코로나 바이러스만이 아닙니다. 모든 바이러스 변화, 우리의 좋은 오래된 독감 바이러스조차도 CDC가 6 개월마다 독감 촬영을 권장하는 이유입니다.
이러한 바이러스 성 변화는 돌연변이에서 비롯됩니다. 그들은 정상이며 우리는 피할 수 없으므로 어떻게되는지 이해하는 것이 중요합니다.
돌연변이 란 무엇입니까?
컴퓨터 코드를 작성한 적이 있다면 코드의 가장 작은 변경조차도 주요 방식으로 프로그램을 변경할 수 있음을 알고 있습니다. 마찬가지로, DNA 돌연변이는 생물학적 코드의 변화입니다.
돌연변이는 기본적으로 유전 적 변화입니다. 우리의 유전 적 청사진 인 DNA는 4 개의 질소 염기로 구성되어 있습니다. 아데닌 (A), 티민 (T), 구아닌 (G) 및 시토신 (C). Uracil (u)도 있습니다. 이는 티민 대신 RNA에 사용됩니다.
A, T, C 및 G 염기는 DNA/RNA를 만들기 위해 특정 서열에서 조립된다. 서열의 원치 않는 변화는 돌연변이라고합니다. 청사진이 다르면 최종 제품도 다릅니다. 유전자를 보유한 DNA 서열의 변화는 표현형, 즉 우리가 물리적으로 보여주는 특성에 영향을 미칩니다. 눈 색깔의 유전자의 변화는 갈색 눈 대신 푸른 눈을 초래할 수 있습니다.
부적절하게 형성된 적혈구로 인한 혈관 장애 인 겸상 적혈구 빈혈과 같은 유전 적 장애는 단일 염기의 변화로 인한 것입니다.
겸상 적혈구 빈혈을 유발하는 β- 글로빈의 돌연변이. (사진 크레디트 :Ody_stocker/Shutterstock)
그러나 모든 돌연변이가 우리를 쓸모없고 위험에 처하거나 죽게하는 것은 아닙니다. 일부는 실제로 유익 할 수 있지만 대부분 긍정적이거나 부정적인 영향을 미치지 않습니다. 일부 돌연변이는 변화를 일으키지 않습니다. 즉, 침묵 돌연변이.
다른 DNA 돌연변이. (사진 크레딧 :Soleil Nordic/Shutterstock)
유전자 돌연변이는 DNA/RNA가있는 모든 유기체에서 가능하다. 이제 주요 질문으로 돌아갑니다.
바이러스가 어떻게 변모합니까?
자연적으로 발생하는 많은 사건은 바이러스의 유전 물질을 바꿀 수 있습니다.
복제 오류
바이러스의 게놈은 기본 쌍의 형태로 소유하는 모든 유전 물질로 구성됩니다. 본질적으로 이것은 모든 유전자의 전체 라이브러리와 생물에 대한 지시입니다.
바이러스의 게놈은 인간 세포 (32 억 기원)의 바이러스 게놈에 비해 아무것도 없지만 여전히 수천 개의베이스 쌍이 될 수 있습니다. 바이러스의 게놈 물질 인 DNA 또는 RNA이든, 복사 및 복제 효소, 주로 바이러스 중합 효소로 복사 및 붙여 넣습니다.
바이러스에는 유전자 물질을 복제하는 데 필요한 도구가 부족합니다. 따라서, 이들은 숙주 세포를 감염시키고 복제 기계를 납치 한 후 게놈을 복제하는 데 사용합니다. 바이러스가 세포를 감염시키고 복제 할 때마다 하나의 복제주기입니다. 따라서 바이러스가 더 많은 세포를 감염시키고 더 많은 사본을 만들 때마다 유전자 물질을 복제합니다.
바이러스가 인간 세포를 감염시키는 방법. (사진 크레딧 :Naeblys/Shutterstock)
그것이 계획이지만, 진정으로 오류가없는 것은 없습니다. 바이러스가 유전자 코드의 사본을 만들려고 할 때마다 오류가 발생할 가능성이 더 큽니다. 문서의 복사와 비슷합니다. 문서 3 부를 만들면 사본이 완벽해질 가능성이 높습니다. 반면에, 수천 개의 복사를 만들면 Xerox 기계가 가열되어 피크 성능에서 작동을 중지하기 때문에 줄이 없거나 잉크가 번화 된 일부 페이지를 찾을 수 있습니다.
.유사하게, 복제 효소는 DNA/RNA 서열에 잘못된 염기 쌍을 추가 할 수있다. 성장하는 복제주기마다 오류가 발생할 가능성이 증가합니다. 바이러스는 세포를 감염시키고 수천 개의 사본을 만들어 최종 돌연변이의 가능성이 높습니다. 돌연변이 속도는 유전 물질에 따라 다릅니다.
일부 DNA 바이러스는 DNA 복구 단백질을 운반하는 반면, RNA 바이러스는 일반적으로 작고 수리 도구가 없습니다. 또 다른 요인은 RNA 바이러스가 DNA 바이러스와 비교하여 오류가 발생하기 쉬운 중합 효소를 갖는 것입니다. 매우 큰 RNA 바이러스에는 교정 기능이 있습니다. 이들 교정 효소는 RNA 서열을 교차 확인하여 잘못된베이스 쌍이 추가되었는지 확인할 수있다. 이것은 오타를 점검하는 것과 동등한 유전자입니다. 그러나 이러한 교정 분자는 오류를 잘못 고칠 수 있습니다.
이러한 특성으로 인해 RNA 바이러스는 DNA 바이러스보다 돌연변이 될 가능성이 더 높습니다.
바이러스-호스트 상호 작용
바이러스가 숙주를 감염 시키면 숙주의 면역 체계가 스스로를 보호하기 위해 싸우는 것입니다. 한 가지 방법은 반응성 산소 종 (ROS)을 생산하는 것입니다. 그들은 바이러스 성 유전 물질을 손상시키고 돌연변이를 유발할 수있는 고도로 반응성 및 독성 분자입니다.
인간과 같은 일부 숙주에는 데 아미나 제라는 특정 효소가 있습니다. 이 효소는 질소 염기 (A, T/U, G 및 C)의 풀을 유지합니다. 바이러스가 감염되면 가용성을 줄일 수 있으므로 게놈을 복제하는 데 필요한 원료가 부족합니다.
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예를 들어, 바이러스가 인간 세포를 감염 시킨다고 상상해보십시오. 세포는 Cytidine Deaminase를 가지고 있는데, 이는 DNA 염기, T 및 C의 풀을 유지합니다. 바이러스가 새로운 사본을 만들려고 할 때 유전자 서열에 T 또는 C를 추가 해야하는 경우 충분하지 않습니다. 폴리머 라제는 다른 옵션 이외의 다른 옵션이 없을 것입니다. 이것은 게놈 서열에 잘못된 뉴클레오티드 첨가를 강요하여 돌연변이를 유발한다. 컬러 잉크가없는 프린터와 비슷합니다. 여전히 인쇄되지만 색상은 의도 된 색이 아닙니다.
때로는 호스트가 정말로 운이 좋지 않으면 둘 이상의 바이러스가 동시에 감염 될 수 있습니다. 그들이 숙주를 감염시키고 더 많은 DNA/RNA 카피를 만들려고 할 때, 바이러스는 유전자 정보를 결합하여 공유하여 추가 돌연변이를 유발합니다.
자외선
환경에 떠 다니는 바이러스는 태양의 자외선 (UV) 광선에 노출됩니다. UV 광선은 유전 물질을 손상시키는 것으로 잘 알려져 있습니다. 바이러스가 자외선에 노출됨에 따라 돌연변이 속도가 증가합니다.
모든 바이러스가 UV 광선에 의한 돌연변이에 똑같이 취약한 것은 아닙니다. 그것은 그들의 유전자 물질 (DNA 또는 RNA)과 주변의 보호 단백질 코트에 달려 있습니다.
바이러스는 돌연변이를 멈출 것인가?
아니요, 바이러스는 돌연변이를 멈추지 않습니다. 그러나 이것은 바이러스만이 아닙니다… 생명은 생명이 진화하는 주요 방법이기 때문에 전체 생활은 돌연변이를 멈추지 않을 것입니다.
돌연변이는 돌연변이가 유익할지 여부를 알지 못하기 때문에 게놈의 복권 시스템입니다. 돌연변이가 유해하면 유기체가 죽고 유전자 물질은 전달되지 않습니다. 이것은이 돌연변이가 추가 세대에 전달 될 가능성을 줄입니다.
돌연변이가 유익하다면, 유기체는 결과적으로 환경에서 더 나을 것입니다. 바이러스의 주요 목표는 주인을 감염시키고 성장함으로써 생존하는 것입니다. 더 강력하고 효율적인 바이러스는 약한 바이러스보다 약한 바이러스를 더 잘 감염시키지 않고 더 잘합니다.
바이러스가 다른 숙주 종을 감염시킬 수 있다면 생존 가능성 만 증가시킵니다. 예를 들어, 박쥐 감염에서 인간 감염으로 갈 수있는 코로나 바이러스 돌연변이가 있습니다.
걱정하지 마십시오. 영원히 지속되지 않습니다.
두려워하지 마십시오. 돌연변이는 매일 발생하며 모두 나쁘지는 않습니다. 결국, Omicron은 얼마나 쉽게 퍼질 수 있는지에도 불구하고 덜 심각한 코로나 바이러스 돌연변이 체가되었습니다.
결론
유전자 돌연변이는 새로운 종을 일으킨다. 모든 살아있는 유기체는 때때로 돌연변이됩니다. 인간 DNA도 돌연변이하지만, 우리의보다 장비 된 DNA 복제 기계는 바이러스와 구별됩니다. 우리는 부정적인 영향을 미치기 전에 손상된 돌연변이를 정확하게하는 더 나은 DNA 복구 메커니즘을 가지고 있습니다.
우리는 바이러스의 계통을 추적하고 바이러스 돌연변이를 연구하여 감염 패턴을 더 잘 이해할 수 있습니다. 우리는 바이러스가 어디에서 시작된 위치와 전 세계적으로 확산되는지 추적 할 수 있습니다. 그렇기 때문에 전 세계의 많은 실험실이 진행을 추적하기 위해 환자의 코로나 바이러스를 계속 시퀀싱하는 이유입니다.
