[생명과학] 생물의 특성과 바이러스

 

생물의 특성

생물인 것과 생물이 아닌 것은 어떤 기준으로 나눌 수 있을까. 강아지 로봇도 자극에 대해 반응하고 움직이니 생물이라고 할 수 있을까. 그 기준에 대해 알아보자.

 

1. 세포로 구성

모든 생물은 세포로 구성되어 있다. 여기서 세포란 생물의 몸을 구성하는 구조적 단위로 생명 활동이 일어나는 기능적 단위다.

세포의 수에 따라 생물을 크게 두 가지로 구분할 수 있다.

 

단세포 생물

몸이 하나의 세포로 이루어진 생물이다. 짚신벌레, 아메바, 대장균 등이 이에 해당한다.

 

다세포 생물

몸이 많은 수의 세포로 이루어져있는 생물이다. 세포에서 조직, 기관 그리고 개체에 이르는 복잡한 체제를 갖추곡 있다. 동물과 식물은 다세포 생물에 포함된다.

 

 

2. 물질대사

물질대사는 생명을 유지하기 위해 생물체에서 일어나는 모든 화학 반응을 일컫는다. 모든 물질대사 과정에서 물질의 전환과 에너지의 출입이 일어난다. 그리고 생물체는 이를 통해 생명 활동에 필요한 물질과 에너지를 얻는다.

물질대사는 물질의 전환과 에너지 출입에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있다.

 

동화 작용

저분자에서 고분자 물질로 전환하는 합성 과정이다. 그 과정에서 에너지를 흡수하며 동화 작용의 예시로 광합성이 있다.

 

이화 작용

고분자에서 저분자 물질로 전환하는 분해 과정이다. 그 과정에서 에너지를 방출하며 이화 작용의 예시로 세포 호흡이 있다.

 

 

3. 자극에 대한 반응과 항상성

생물은 환경 변화를 자극으로 받아들이고 이에 대해 적절히 반응함으로써 생명체를 보호한다. 그리고 이러한 체내 혹은 체외 변화에 대해 체내 환경을 일정하게 유지하려는 성질이 있는데 이를 항상성이라고 한다.

예를 들어 물을 많이 마시면 그만큼 오줌의 양이 증가해 더 많이 배출함으로써 체내에 있는 물의 양을 일정하게 조절한다.

 

 

4. 발생과 생장

다세포 생물은 발생과 생장을 통해 구조, 기능적으로 완전한 개체가 된다. 여기서 발생이란 하나의 수정란이 세포 분열을 통해 세포 수가 늘어나고, 각 세포들이 각각의 기능을 갖게 되면서 개체가 되는 것이다. 그리고 생장은 발생을 통해 생겨난 개체가 계속해서 세포 분열을 하면서 몸이 커지고 성체로 자라나는 것이다.

 

 

5. 생식과 유전

생물의 종족 유지를 위해서는 생식과 유전이 필요하다. 생식은 생물이 자손을 만드는 과정이다. 생식은 크게 무성생식과 유성생식으로 나뉘는데 무성생식의 예로는 짚신벌레가 스스로 분열하는 분열법이 있고, 유성생식으로는 사람이 수정을 통해 자손을 만드는 방법이 있다. 이러한 생식을 통해 부모의 유전물질이 자손에게 전달된다. 그러면서 자손은 부모의 유전 형질을 이어받게 된다.

 

 

6. 적응과 진화

생물은 살아가는 환경에 맞춰 적응해가면서 새로운 종으로 진화하기도 한다. 적응은 생물이 환경에서 생존하기에 적합한 형태나 기능, 생활 습성을 갖게되는 것이다. 그리고 진화는 생물이 여러 세대에 걸쳐 적응을 하면서 유전적 구성이 변하고 그 결과 새로운 종이 나타나게 되는 것이다.

 

 

 

바이러스

우리는 흔히 바이러스와 세균을 혼동하면서 두 가지가 동의어라고 착각하기도 한다. 하지만 바이러스와 세균은 엄연히 다르다. 생물체인 세균과 달리 완전히 생물이라고, 그렇다고 완전히 비생물이라고 말하기도 어려운 바이러스의 특징에 대해 알아보자.

 

바이러스의 구조

바이러스는 단백질 껍질과 유전 물질인 핵산, 두 가지로 이루어져있다. 단백질 피막은 '캡시드'라고도 부르며 모양에 따라 나선형 캡시드, 정이십면체 캡시드가 있다.

그리고 크기는 세균보다 훨씬 작아 전자 현미경으로만 관찰이 가능하다.

 

바이러스의 특성

바이러스는 생물적 특성과 비생물적 특성을 모두 갖고있다. 

 

비생물적 특성

세포로 이루어져 있지 않다.

숙주 세포 밖에서는 결정체로 존재해 무생물 상태에서는 비리온(Virion)이라는 명칭으로 불리기도 한다.

독립적인 효소를 가지고 있지 않아서 스스로 물질대사를 할 수 없다.

 

생물적 특성

유전 물질인 핵산을 가지고 있다.

숙주 세포 안에서 숙주의 복제, 전사, 번역 기구들을 활용하여 자신의 유전물질을 복제하고 증식한다.

증식 과정에서 각종 유전 현상과 돌연변이가 일어나기도 하며 환경에 적응하고 진화한다.

 

바이러스의 증식 과정

1. 바이러스는 숙주 세포에 붙은 후 자신의 유전물질인 핵산을 숙주 세포 안으로 주입한다. 

2. 숙주 세포 안에서 바이러스가 주입했던 유전물질이 복제된다. 그리고 단백질이 합성된다.

3. 복제된 핵산과 단백질을 조립해 자손 바이러스가 완성된다. 그러면 이 자손 바이러스는 숙주 세포 바깥으로 방출된다.

 

바이러스의 종류

바이러스는 '핵산'과 '숙주'에 따라 분류가 가능하다.

 

핵산에 따른 분류

dsDNA 바이러스: 이중가닥 DNA 바이러스

ssDNA 바이러스: 외가닥 DNA 바이러스

dsRNA 바이러스: 이중가닥 RNA 바이러스

ssRNA 바이러스: 외가닥 RNA 바이러스

 

숙주에 따른 분류

식물성 바이러스

동물성 바이러스

세균성 바이러스(박테리오파지)

 

결론

그렇다면 강아지 로봇은 생물이라고 할 수 있을까? 물론 강아지 로봇은 머리, 몸통, 다리, 꼬리가 있어 강아지와 전반적으로 생김새가 비슷하고 자극에 대한 적절한 반응을 한다. 그리고 활동을 하기 위해서는 에너지가 필요하다. 하지만 우선 강아지 로봇은 세포로 구성되어 있지 않다. 그리고 발생과 생장, 생식과 유전, 적응과 진화를 하지 않는다. 따라서 생물의 특성을 모두 갖추고 있지 않기 때문에 생물이라고 할 수 없다.