[바이러스학: 박테리오파지] 박테리오파지 증식법

• 박테리오파지 증식

박테리오파지 증식

박테리오파지Bacteriophage는 독특한 생활사를 가지고 있으며 이는 곧 박테리오파지만의 증식 특성이 됩니다. 물론 박테리오파지 종마다 조금씩 차이가 있지만 같은 공통조상에서 유래되었으며 숙주도 세균이기에 단일한 특성을 띄는데 용균성 생활상과 용원성 생활사 둘로 나뉩니다.
 
 
 

• 박테리오파지 감염법

박테리오파지 감염

우선 박테리오파지는 세균을 감염시켜야합니다. 그리고 박테리오파지는 바이러스 전체가 세포 안으로 침투하는 것 대신 일단 세포 세포막에 달라붙은 후 유전자만 삽입하고 떨어져나가는 것을 선택했습니다. 물론 종마다 예외는 존재합니다. 나중에 다룰 것입니다. 여튼 박테리오파지는 일단 세포막에 달라붙으면 바늘 단백질이 세포막을 뚫고 세포 내부로 유전자를 주입합니다. 그리고 빈 몸통은 떨어져나가고 바이러스 유전자가 세포 안에서 활동을 시작합니다.
 
 
 

• 용균성 생활사

세균 유전자를 파괴하고 바이러스 유전자로 증식하는 용균성 생활사

바이러스 유전자가 세포 안에서 어떤 활동을 하냐에 따라 용균성 생활사와 용원성 생활사로 나뉘는데 용균성 생활사는 세균 유전자를 파괴하고 바이러스 유전자만 남겨 세균이 바이러스 유전자만 복제 및 전사와 번역하게 만듭니다. 그렇기에 세균은 세균에 필요한 단백질을 만들지 못하고 바이러스 단백질을 만들며 바이러스 유전자를 대량복제해 바이러스를 만들며 죽어갑니다.

용균성 생활사

결국 세균은 바이러스만을 위한 일을 하며 시간이 흘러 세균에게 필요한 단백질이 만성적으로 부족해집니다. 이를 버티지 못하면 단백질 부족으로 세균이 죽어 세포막이 너덜너덜해지고 세균 내에서 증식한 박테리오파지가 밖으로 나갑니다. 이 방식은 박테리오파지가 세균을 죽이는 방식입니다.
 
 
 

• 용원성 생활사

세균 유전자에 바이러스 유전자를 연결하는 용원성 생활사

세균을 죽이는 용균성 생활사와 달리 용원성 생활사는 세균에 잠식하는 방식입니다. 용원성 생활사는 바이러스 유전자가 세균 유전자를 가위 효소로 자르고 그 자리에 자기가 들어가 자연스럽게 부착하는 방식으로 세균 유전자 안에 바이러스 유전자도 같이 들어있습니다.

유전자 삽입법(예시는 인공삽입법)

박테리오파지는 유전자를 잘라내는 가위 효소가 없지만 세균에게 있기에 세균에 있는 유전자 가위를 자극해 세균 유전자를 자르게 합니다. 레고블럭처럼 말단에 연결부위Sticky ends를 만들어내 연결부위끼리 연결하면 유전자를 삽입가능하며 박테리오파지 유전자가 이를 이용해 세균 유전자에 자연스럽게 삽입됩니다.

용원성 생활사 중 환경이 좋다면 용균성 생활사로 바뀐다

박테리오파지 유전자를 삽입한 후 세균이 무성생식으로 번식할 때 동안 가만히 있습니다. 그럼 박테리오파지 유전자를 가진 세균 수가 증가할 것이고 당연히 나중에 생길 박테리오파지 수가 증가할 것입니다. 평소에는 박테리오파지 유전자를 전사와 번역하지 못하게 단백질이 막아두다가 환경이 좋다면 그 단백질이 떨어져나갑니다. 그럼 바로 용균성 생활사로 수많은 세균에서 동시에 박테리오파지 증식이 시작되고 세균은 때죽음당하고 수많은 박테리오파지가 등장하게 됩니다.