박테리오파지의 두가지 증식방법 : 용균성 vs. 용원성

박테리오파지가 숙주 세균 내에서 증식하는 방법에는 용균성(litic cycle)과 용원성(lysogenic cycle)이라는 두 가지 주요 방법이 있습니다.

용균성은 숙주세포를 파괴하면서 박테리오파지가 증식하고, 용원성은 숙주세포의 파괴가 일어나지 않고 박테리오파지의 유전자가 복제됩니다. 이 두 가지 방식은 바이러스의 생존 전략에 따라 달라지며, 각각의 과정이 특징적인 단계를 거쳐 진행됩니다.

 

이미지출처 : https://www.dw.com/, Image: Science Photo Library/IMAGO

https://www.dw.com/en/bacteriophages-the-good-viruses-that-fight-bacteria/a-66280777

---

용균성(litic cycle)

용균성은 박테리오파지가 숙주 세균에 감염되어 빠르게 증식하는 방식입니다. 이 과정의 특징은 다음과 같습니다.

• 1단계: 부착 및 침투
  박테리오파지는 숙주 세균의 표면에 특이적으로 부착하여 DNA를 세포 안으로 주입합니다.
• 2단계: 바이러스 유전자 복제 및 단백질 합성
  숙주 세포 안에 들어온 바이러스 유전자는 세균의 복제 시스템을 이용해 자신의 DNA를 복제하고, 다양한 단백질을 합성합니다.
• 3단계: 조립
  합성된 바이러스 유전자와 단백질이 결합하여 새로운 박테리오파지 입자를 형성합니다.
• 4단계: 숙주 세포 파괴 및 방출
  완성된 파지들이 숙주 세포를 파괴(세포 용해)하여 세포 밖으로 방출됩니다. 이후 방출된 파지들이 새로운 숙주를 감염시켜 용균성 증식이 반복됩니다.

용균성 증식은 빠르게 바이러스 입자를 증식시키지만, 숙주 세포를 파괴하는 결과를 가져옵니다.

 

용원성(lysogenic cycle)

용원성은 바이러스가 세균에 감염되더라도 즉시 증식하지 않고, 숙주 DNA에 통합되어 잠복하는 방식입니다. 이 방식의 주요 특징은 다음과 같습니다.

• 1단계: 부착 및 침투
  바이러스는 숙주 세균에 부착한 뒤, 자신의 DNA를 세포 안으로 주입합니다.
• 2단계: 숙주 DNA에 통합
  바이러스 DNA는 숙주 DNA에 결합하여 프로파지(prophage) 상태로 잠복합니다. 이때 바이러스는 복제나 새로운 파지 입자 생성을 하지 않습니다.
• 3단계: 숙주 세포와 함께 복제
  세포 분열이 일어날 때마다 숙주 DNA와 함께 바이러스 DNA도 복제됩니다. 따라서 모든 자손 세포는 바이러스 DNA를 가진 채로 분열합니다.
• 4단계: 활성화 및 용균성 전환
  특정 환경 자극(자외선, 화학 물질 등)을 받으면 바이러스 DNA가 활성화되어 용균성으로 전환됩니다. 활성화된 바이러스는 빠르게 복제 및 단백질을 합성하여 새로운 바이러스 입자를 형성한 후, 숙주 세포를 파괴하여 방출됩니다.

용원성 증식은 바이러스가 숙주와 장기적으로 공존하는 방식으로, 숙주가 불리한 환경에 처하면 용균성으로 전환하여 증식을 시작할 수 있습니다.