박테리아와 바이러스 구분하는 법

생물학 시험 준비를 하고 있거나, 혹은 감기에 걸린 상태인데 어떤 미생물이 내 몸을 불편하게 하는지 궁금할 수 있다. 박테리아와 바이러스는 매우 비슷한 방식으로 작용하기는 하지만, 다른 성향을 가지고 있는 매우 다른 유기체이다. 이런 차이점을 이해하고 나면 아플 때 어떤 치료 방법을 선택해야 할지 알 수 있으며, 복잡한 생물학 공부를 할 때에도 큰 도움이 될 수 있다. 박테리아와 바이러스의 기본을 이해하고, 더 나아가서 현미경을 통해 기질과 기능을 이해하고 나면 박테리아와 바이러스의 차이점을 구분할 수 있다.

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차이점 이해하기

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기본적인 차이점에 대해 알아보기. 박테리아와 바이러스의 크기, 근원지, 신체에 미치는 영향에 차이가 있다.^{[1]X출처 검색하기}
- 바이러스는 가장 작고 단순한 생명체로, 박테리아보다 10 – 100배 정도 더 작다.
- 박테리아는 단세포 생명체로, 다른 세포의 안 혹은 밖에서 서식하며, 다른 세포 숙주 없이 생존할 수 없다.^{[2]X출처 검색하기} 하지만 바이러스는 세포 내 유기체이기 때문에, 숙주 세포에 침투해서 세포 속에서 서식한다. 바이러스는 또한 숙주 세포의 유전 형질을 바꾸는데, 일반적인 기능에서 바이러스를 생성하는 것으로 변경할 수 있다.
- 항생제는 바이러스를 제거할 수 없지만, 일부 항생제에 저항하는 박테리아를 제외한 거의 대부분의 박테리아를 제거할 수 있다.^{[3]X출처 검색하기} 항생제를 제대로 사용하지 못하거나 남용하는 일들이 항생제 내성을 불러일으켰으며, 점차 해로운 박테리아에 대한 항생제 효능이 점차 약해지고 있다. ^{[4]X신뢰도 있는 출처US Food and Drug Administration출처 보기} 그람 음성 박테리아는 항생제 치료에 대한 내성이 매우 강해 일부 항생제로만 제거 가능하다.^{[5]X신뢰도 있는 출처Centers for Disease Control and Prevention출처 보기}
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번식 차이를 인지하기. 바이러스는 식물이나 동물처럼 살아있는 숙주가 반드시 있어야만 번식 가능하다. 하지만 대부분의 박테리아는 살아있지 않는 표면에서도 성장할 수 있다.^{[6]X출처 검색하기}
- 박테리아는 성장 및 증식, 그리고 무성 번식에 필요한 모든 "조직"을 갖추고 있다.
- 반면 바이러스는 단백질이나 세포막에 담겨 있는 DNA 혹은 RNA 등의 정보를 기억한다. 바이러스의 "다리"가 세포 표면에 닿으면, 바이러스 안에 담긴 유전 형질이 세포 안으로 주입된다. 다시 말해서 바이러스는 "살아 있는" 유기체라고 하기보다는, 충분한 숙주를 만날 때까지 떠다니는 정보(DNA 혹은 RNA) 개체로 이해하면 된다.
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신체에 좋은 영향을 주는 유기체인지 알아보기. 믿기 어려울 수도 있지만, 매우 많은 개체 수의 작은 유기체들이 우리 몸에 서식한다. 실제로 대부분 우리 몸의 90%가 미생물이며, 10%가 인체 세포이다.^{[7]X출처 검색하기} 우리 몸에 박테리아들이 평화롭게 서식하고 있으며, 일부 비타민 등 폐기물을 분해하고 산소를 만드는 등의 중요한 역할을 하기도 한다.^{[8]X출처 검색하기}
- 예를 들어, 소화 과정의 대부분이 "장내 균"에 의해 이루어진다. 이런 박테리아는 또한 체내의 pH 밸런스를 맞추는 데 도움을 준다.^{[9]X출처 검색하기}
- 장내 균처럼 "좋은 박테리아"가 있는 반면, 박테리오파아지와 같이 박테리아의 세포 조직을 "낚아채서" 모든 세포를 제거하는 "좋은" 바이러스도 있다.^{[10]X출처 검색하기} 예일의 연구 팀의 경우 뇌종양을 없애주는 바이러스를 고안하기도 했다.^{[11]X출처 검색하기} 하지만 대부분의 바이러스는 사람에게 혜택을 주는 기능을 하지 않을 뿐 아니라 오히려 해를 입히는 경우가 대부분이다.
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유기체가 생명의 기준을 만족시키는지 살펴보기. 생명을 규정하는 정확한 공식 정의는 없지만, 많은 과학자들이 박테리아가 생명체라는 사실에 동의하고 있다. 하지만, 바이러스는 죽은 상태도 아니면서, 살아 있지도 않은 상태이기 때문에 마치 좀비와도 같다. 예를 들어, 바이러스는 유전 형질도 가지고 있고 자연 도태 과정에 따라 진화하는 모습도 보이고, 자신을 복제해서 번식하는 등 생명체의 성질도 가지고 있는 반면, 세포 체계나 신진대사 능력을 갖추고 있지 않고 번식을 위해 다른 숙주를 필요로 한다. 이런 면에서 보면 박테리아는 생명체라고 보기 어렵다. 다음 사실들을 참고해보자:
- 다른 유기체의 세포에 침입하지 못했다면, 바이러스는 잠복기를 유지하고, 잠복기를 유지하는 동안 생물학적 과정이 전혀 이루어지지 않는다. 바이러스는 영양분을 처리할 수 없고, 폐기물을 생성 혹은 배출하지 못하며, 스스로 움직일 수도 없다. 그러므로 무생물체와 매우 비슷한 편이라고 할 수 있으며, "살아 있지 않은 생물" 상태에서 꽤 오랜 시간을 버틸 수 있다.^{[12]X출처 검색하기}
- 바이러스가 세포에 침투하면 세포에 달라붙어서 자신의 유전 형질을 주입하기 위해 세포벽을 용해하는 단백질 효소를 배출한다. 바이러스가 번식을 위해 장악한 세포를 이용할 때, 바이러스가 자신의 유전 형질을 다음 세대에서 물려주고 자신과 같은 유기체를 더 만들어내는 등, 더욱 살아있는 유기체의 모습을 보이기도 한다.^{[13]X출처 검색하기}
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박테리아와 바이러스로 발생하는 흔한 질병을 알아보기. 현재 앓고 있는 질병을 알고 있다면, 정보를 찾아보아서 질병의 원인이 박테리아인지 혹은 바이러스인지 확인해보자. 박테리아와 바이러스로 발생하는 흔한 질병 몇 가지를 소개한다:
- 박테리아: 폐렴, 식중독(흔히 대장균에서 비롯됨), 수막염, 패혈성 인후염, 중이염, 상처 감염, 임질.^{[14]X출처 검색하기}
- 바이러스: 인플루엔자, 수두, 일반적인 감기, B형 간염, 풍진, 사스, 홍역, 에볼라, HPV, 헤르페스, 광견병, HIV (에이즈의 원인이 되는 바이러스).
- 설사나 코감기와 같은 질병일 경우 두 종류의 유기체 모두가 원인이 될 수 있다.
- 어떤 질병을 앓고 있는지 정확하게 알지 못한다면, 각각의 증상을 구분하는 것이 어려울 수 있기 때문에 박테리아와 바이러스의 차이를 구분하는 것도 어려워진다. 박테리아와 바이러스 모두 메스꺼움과 구토, 체온 증가, 피로함 등의 일반적인 문제들을 야기하기 때문에, 잘 모르는 경우 병원을 찾아서 진단을 받는 것이 가장 좋을 뿐 아니라, 원인을 파악하기 위한 유일한 방법이 될 수 있다. 병원을 찾으면 여러 검사를 통해 정확하게 어떤 질병을 앓고 있는지 확인할 수 있다.
- 현재 항생제 치료 효과 검증을 통해 바이러스와 박테리아 여부를 구분할 수 있기도 하다. 페니실린과 같은 항생제는 박테리아 감염에만 도움이 되며, 바이러스 감염에는 반응을 보이지 않는다. 그렇기 때문에 의사가 처방해준 경우가 아니라면 항생제를 복용하지 말아야 하는 것이다.
- 일반적인 감기와 같은 대부분의 바이러스 감염과 질병에 대항하는 치료 책은 없는 편이다. 하지만 항바이러스 약물이 증상과 심한 정도를 어느 정도 다스리는데 도움을 줄 수 있다.
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다음의 간단한 차트를 통해 박테리아와 바이러스의 기본적인 차이를 이해해보자. ^{[15]X출처 검색하기}
- 아래에서 나열된 사실 말고도 더 많은 차이점들이 있긴 하지만, 중요한 사실만을 담았으니 참고해보자.
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*박테리아와 바이러스의 생물학적 차이점*
유기체	크기	조직 체계	번식 방법	치료법	생명체 여부?
박테리아	큰 편 (1000 나노미터 정도)	하나의 세포: 펩티도글리칸/다당류 세포벽; 세포막; 리보솜; DNA/RNA가 자유롭게 떠다님	무성 생물. 분열을 통해 DNA를 복제하고 번식.	항생제; 외부 살균을 위한 항균 세척	생명체
바이러스	작은 편 (20-400 나노미터)	무 세포: 간단한 단백질 조직; 세포벽과 세포막이 없음; 리보솜도 없으며, DNA/RNA가 단백질 막에 둘러싸여 있음	숙주 세포를 장악해서 바이러스 DNA/RNA의 복제본을 만들도록 명령함; 숙주 세포에서 새로운 바이러스가 배출됨.	알려진 치료법이 아직 없으며 백신이 질병 예방에 활용됨; 증상을 치료할 수는 있음.	알려지지 않음; 생명체의 일반적인 조건을 모두 충족하지 않음.^{[16]X출처 검색하기}

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현미경으로 특징을 분석하기

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세포가 있는지 찾아보기. 조직을 살펴보면 박테리아가 바이러스보다 더 복잡한 형태로 구성되어 있다. 박테리아는 단세포 생물로, 이는 하나의 세포로 구성되어 있음을 의미한다. 반대로 사람의 신체에는 수 조개의 세포로 구성되어 있다.^{[17]X출처 검색하기}
- 반대로 바이러스는 세포로 이루어져 있지 않으며, 대신 캡시드라고 불리는 단백질로 구성되어 있다.^{[18]X신뢰도 있는 출처PubMed Central출처 보기} 캡시드가 바이러스의 유전 형질을 포함하고 있기는 하지만, 세포벽이나 운반 단백질, 세포질, 세포 기관 등 진실된 세포가 되기 위한 요소가 부족한 편이다.^{[19]X출처 검색하기Le, T. (2012). Microbiology. In First Aid for the USMLE Step 1 2012. New York: McGraw-Hill Medical.}
- 현미경으로 들여다보았을 때, 세포가 보인다면 바이러스가 아닌 박테리아를 보고 있음을 의미한다.
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유기체의 크기를 확인하기. 현미경을 통해 박테리아와 바이러스를 구분할 수 있는 가장 빠른 방법 중 하나가 바로 크기를 살펴보는 것이다. 바이러스는 지극히 평범한 박테리아에 비해 10 – 100배 정도 작기 때문에 눈으로 볼 수 있다면 바이러스가 아님을 의미한다. 바이러스는 사실 크기가 매우 작기 때문에 일반 현미경으로 볼 수 없으며, 바이러스가 세포에 미치는 영향만 관찰할 수 있다. 바이러스를 확인하기 위해서 전자 현미경이나 매우 강력한 현미경을 사용해야 한다.^{[20]X출처 검색하기}
- 박테리아는 바이러스에 비해 항상 크기가 큰 편이다. 가장 큰 바이러스의 크기는 가장 작은 박테리아와 매우 비슷한 수준에 불과할 뿐이다.^{[21]X출처 검색하기}
- 박테리아는 1 – 3 마이크로미터(1000+ 나노미터) 정도의 크기인 경우가 대부분이다.^{[22]X출처 검색하기} 이와 반대로 대부분의 바이러스는 200 나노미터 미만의 크기이기 때문에, 대부분의 일반 현미경으로는 관찰할 수 없다.
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유기체의 번식 주기를 관찰하기. 박테리아와 바이러스는 대부분의 동물과는 매우 다르다. 이들은 번식을 위해 다른 유기체와 유전 정보를 주고받거나 짝짓기를 하지 않는다. 반면에 박테리아와 바이러스 모두 다른 번식 전략을 취하고 있다.
- 박테리아는 무성 번식을 한다. 박테리아는 자신의 DNA을 복사해서 두 개의 딸 세포에 주입한다. 각각의 딸 세포에 복사된 DNA가 하나씩 들어가서 정확하게 일치하는 클론 세포가 된다. 보통 현미경을 통해서 이 과정을 관찰할 수 있다.^{[23]X출처 검색하기} 각각의 딸 세포가 결국 더 많은 두 개의 세포로 분리되며, 박테리아의 종류와 외부 환경에 따라 박테리아는 이런 방식으로 매우 빠르게 번식한다. 현미경으로 들여다보았을 때 이 과정이 목격되었다면, 일반 세포로부터 박테리아를 구분할 수 있다.
- 반면 바이러스는 스스로 번식할 수 없다. 대신 새로운 바이러스를 만들기 위해 다른 세포에 침입해서 바이러스 내부의 조직을 활용해야만 한다.^{[24]X출처 검색하기} 세포에 바이러스가 침입하면 바이러스가 생명을 다하고 새로운 바이러스를 배출한다.
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