레트로바이러스

1. 개요2. 분류3. 생활사

3.1. 원형질막3.2. 역전사효소3.3. 프로바이러스 형태3.4. 바이러스 단백질3.5. 생활사의 종결

4. 창작물에서의 레트로바이러스

1. 개요

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레트로 바이러스의 모습이다.

레트로 바이러스는 역전사 효소를 가지는 RNA 바이러스를 말한다. 역전사 효소는 RNA를 주형으로 DNA를 합성하는데 이것은 일반적으로 유전정보가 전달되는 방향과는 반대 방향이다. 이러한 독특한 현상으로 인해 레트로(retro)바이러스라는 이름을 얻게 되었다. 단, DNA 바이러스 중에서도 역전사 효소를 가지는 경우가 있다.[1]

2. 분류

그룹 VI 바이러스는 모두 RNA 바이러스이다. 숙주에 침입 후 역전사효소로 dsDNA를 만들며, 숙주의 게놈에 통합되는 경우가 많다. HIV가 가장 유명하며, 라우스육종바이러스 및 HTLV 등의 암을 일으키는 여러 바이러스가 속해 있다.

사실 인간의 DNA 중 정크 DNA에 레트로바이러스에서 유래한 DNA가 섞여 있으며 이를 '내인성 레트로바이러스(PERV)'라고 부른다. 인간 뿐만 아니라 모든 포유류가 가지고 있다. 이러한 DNA는 해당 종의 세포 안에서는 바이러스로서의 기능을 하지 않으나 다른 종의 세포 안에 들어갈 경우 레트로바이러스로서 기능을 할 수도 있다.

레트로바이러스의 정의는 Retroviridae로 그룹 VII 바이러스 역시 역전사 효소를 사용하지만 레트로바이러스 분류에 속하지는 않는다.

3. 생활사

일반적인 레트로바이러스의 생활사는 다음과 같다.

1. 레트로바이러스의 단일나선 RNA와 효소(역전사효소, 삽입효소 등)가 숙주세포에 들어간다.
2. 역전사효소(reverse transcriptase)에 의해 RNA를 주형으로 상보적인 DNA가 만들어져 DNA/RNA 잡종 이중나선이 만들어진다.
3. RNA나선이 제거되고 또 다시 역전사효소에 의해 2단계에서 만들어진 DNA를 주형으로 온전한 DNA 이중나선을 만든다.
4. 삽입효소(integrase)에 의해 숙주세포 유전체 속에 무작위로 끼워넣어진다.
5. 잠복기 (프로바이러스 상태)
6. 숙주세포의 RNA 전사효소를 이용해 처음 감염될 때와 동일한 RNA를 생산한다.
7. 이 RNA를 통해 바이러스를 구성하는 여러 단백질과 효소를 조립하여 자손 바이러스가 형성된다.
8. 7.단계에서 형성된 바이러스는 숙주의 세포벽을 뚫고 밖으로 나와 다른 세포를 찾아다닌다.

3.1. 원형질막

바이러스 입자가 세포의 원형질막과 융합한다. 이 때 캡시드 단백질은 제거되고 바이러스 단백질과 RNA가 방출된다.

3.2. 역전사효소

레트로바이러스라는 이름을 붙인 장본인으로 역전사효소는 바이러스 RNA에 상보적인 DNA 가닥을 합성하고 또한 처음 합성된 DNA에 상보적인 두 번째 가닥을 합성한다.

이 과정에서 수 많은 오류가 발생한다.[2] 이로 인해 대부분은 감염 능력을 상실하지만 극소수는 감염 능력을 유지하면서 원본과 다른 특징을 가지게 된다. 따라서 레트로바이러스의 돌연변이 속도가 매우 빠른 편이다.

참고로 역전사효소는 레트로바이러스의 생활사에서 숙주세포의 세포질에서 합성된다. 또한 역전사효소(reverse transcriptase)는 mRNA를 cDNA로 전사하는 역할을 수행할 수 있기 때문에 '역'전사효소라는 이름이 붙었다. RNA 의존 DNA 중합효소(RNA dependant DNA polymerase)라고도 한다. RNA의 염기 서열을 기반으로 DNA를 합성한다는 뜻이다.

3.3. 프로바이러스 형태

프로바이러스란 숙주세포에 이입한 형태로 유전자에 낀 듯한 형태를 보인다.

레트로바이러스의 생활사에서 이중가닥 DNA가 프로바이러스의 형태로 삽입효소로 세포의 DNA에 삽입된다. 또한 프로바이러스 유전자[3]가 RNA분자로 전사되고 이것이 다음 세대 바이러스의 유전체가 되는 동시에 바이러스 단백질을 번역하는 데 mRNA로 사용된다.

3.4. 바이러스 단백질

프로바이러스가 끝나면 삽입된 DNA는 숙주세포의 RNA 전사효소를 이용하여 처음 감염될 때 동일한 RNA를 생산한다. 그리고 이 RNA를 통해 여러 바이러스 단백질들을 생성한다.

바이러스 단백질은 캡시드 단백질과 역전사효소와 외피 당단백질( 소포체에서 합성된다.)을 포함한다. 이때 당단백질은 소포의 형태로 소포체에서 숙주세포의 원형질막으로 운송된다.

3.5. 생활사의 종결

캡시드가 바이러스 유전체와 역전사효소를 둘러싸며 조립되고 새로운 바이러스 입자가 숙주세포에서 떨어져 나오게 된다.

4. 창작물에서의 레트로바이러스

[1] B형 간염 바이러스(HBV)의 경우. 때문에 레트로바이러스가 아님에도 항레트로바이러스제 약물이 통한다. [2] 이유는 U와 T에 있다. [3] 프로파지도 이러한 형태로 존재한다.