항체와 면역 세포 (1) 바이러스, 그리고 면역 반응
백신 접종이 진행될수록 코로나19 바이러스도 점차 힘을 잃어가길 기대합니다. 백신 접종이 시작되었는데요. 바이러스를 대비하기 위한 백신은 우리 몸의 면역 반응을 그 바탕에 두고 있습니다. 늘 접하는 백신 뉴스를 잘 이해하기 위해서 면역학 교수님의 강의를 받아 적었습니다. 이번 포스팅에서는 우리 몸 속에서 바이러스가 어떻게 증식하는지, 우리 몸은 그 바이러스에 어떻게 대응하는지를 살펴보겠습니다.
글의 순서
바이러스를 없애는 면역
바이러스는 무엇인가?
세포속으로 들어온 바이러스가 자기복제를 하는 과정
복제된 바이러스의 전파와 이를 막는 면역 반응
바이러스를 없애는 면역
바이러스가 몸 안으로 들어오면, 그 다음 단계가 세포 속으로 들어가는 것입니다. 코로나19 바이러스의 경우, 스파이크 단백질이 세포 표면의 ACE2 수용체에 붙으면, 세포 속으로 풍덩 빠지듯이 들어갑니다. 만약 바이러스가 우리 몸에 들어오더라도 세포 속으로 들어가지 못한다면 증식하지 못합니다.
바이러스가 세포 속으로 들어간 후에는 세포 안에서 엄청난 속도로 증식합니다. 그런데 그러다가도 결국 바이러스는 완전히 없어져 버립니다. 이것은 우리 몸의 면역 반응(Immune Response)에 의해 조절되는 것인데요. 바이러스가 우리 몸에서 완전히 제거된다는 것은, 아팠던 몸이 낫는다는 뜻입니다. 바이러스로 인해 세포에 손상이 발생하지 않는다면 빨리 나을것이고, 세포에 손상이 있다면 그만큼 더디게 회복될 것입니다. 면역에 대해 본격적으로 들어가기 전에 바이러스가 무엇인지 다시 보도록 하겠습니다.
바이러스는 무엇인가?
바이러스는 스스로 물질 대사를 할 수 없기 때문에 살아있는 세포를 숙주로 삼아 증식합니다. 여기서, 대사(代謝)는 생물체 안에서 일어나는 모든 물질의 변화를 통틀어 이르는 말입니다. 또한 숙주는 기생하고 있는 생물에게 영양을 공급하는 생물을 뜻합니다. 바이러스는 세포 속에 들어가서 자기복제라는 이득을 취하면서, 세포에는 해를 입히게 됩니다. 이와 같이 한 생물이 다른 생물의 내부 혹은 외부에 붙어살며, 그 생물에 해를 입히고 자신은 이득을 취하며 살아가는 형태를 기생이라고 합니다.
바이러스가 살아있는 세포를 필요로 하는 이유는 리보솜(Ribosome)이 없기 때문입니다. 세포의 핵 안에서 만들어진 알갱이 모양의 리보솜은 단백질을 합성하는 중요한 일을 합니다. 따라서, 리보솜이 없는 바이러스가 자기복제를 통해 증식을 하려면, 이 살아있는 세포의 리보솜을 이용해야 합니다. 바이러스의 증식이란 것은 리보솜을 이용해서 단백질을 합성하는 것을 말합니다.
세포속으로 들어온 바이러스가 자기복제를 하는 과정
세포속에 들어온 바이러스는 자신과 같은 바이러스를 새롭게 생성합니다. 바로 유전체 복제(Genomic Cloning)와 전사(Transcription)를 통해서 말입니다. 여기서 복제는 RNA 전체를 통째로 사본으로 만드는 과정이고, 전사는 단백질 생산을 위해 RNA 중 필요한 부분만 골라 사본으로 만드는 과정입니다. 전사 과정에서 DNA의 유전 정보가 전령 RNA(mRNA, messenger RNA)에 옮겨지게 됩니다.
전체 사본을 이용해 새 바이러스의 게놈을 만들고, 부분 사본으로는 여러 가지 바이러스 몸체 단백질을 생산합니다. 나중에 이 두 가지가 서로 결합하면 새로운 바이러스가 탄생되는 것입니다.
복제된 바이러스의 전파와 이를 막는 면역 반응
세포 속에서 증식된 바이러스는 세포 밖으로 나가서 다른 세포에 침투합니다. 다른 세포를 감염시키는 것입니다. 바이러스의 경우, 일단 세포 속으로 들어오면 세균과는 비교할 수 없을 정도의 빠른 속도로 증식 합니다. 몇 시간 만에 몇 천배, 몇 만 배로 증가할 수도 있습니다.
이런 방법으로 우리 몸의 세포들을 점점 더 많이 감염시키게 됩니다. 그렇다면, 우리 몸은 바이러스가 계속 증식되면서 세포들을 감염시키는 것을 보고만 있을까요? 아닙니다. 우리 몸은 면역 반응을 일으켜 이러한 감염을 막습니다.
마치며 …
이번 포스팅에서는 우리 몸 속에서 바이러스가 어떻게 증식하는지, 우리 몸은 그 바이러스에 어떻게 반응하는지를 살펴보았습니다.
바이러스는 리보솜이 없기 때문에 스스로 물질 대사를 할 수 없습니다. 따라서 리보솜이 있는 살아있는 세포를 숙주로 삼아 증식합니다. 세포속에 들어온 바이러스는 유전체 복제와 전사를 통해 새 바이러스의 게놈과 몸체 단백질을 만들어 냅니다. 이 두 가지가 서로 결합하면 새로운 바이러스가 탄생되는 것입니다. 이처럼 세포 속에서 증식된 바이러스는 세포 밖으로 나가서 다른 세포를 감염시킵니다. 몇 시간 만에 몇 천배, 몇 만 배로 증가할 수도 있습니다.
우리 몸도 가만히 있지 않습니다. 우리 몸은 계속 증식되는 바이러스가 세포들을 감염시키는 것을 막고, 감염된 세포를 없애는 면역 반응을 일으킵니다. 결국 우리 몸은 바이러스를 완전히 제거하게 되고, 병에서 낫게 됩니다.
다음 포스팅에서도 면역 반응에 대한 내용으로 이어가겠습니다.
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참고자료
[1] 유튜브 : 나는의사다, 그래서, “면역”이 대체 뭔데? /항체, B세포와 T세포 – 카이스트 신의철 교수의 알기 쉬운 면역 이야기
[2] [네이버 지식백과] 복제 [cloning] (한국민족문화대백과)