바이러스와 박테리아의 차이

요즘 코로나 바이러스로 세상이 바뀐 듯한 속에서 살고 있는데 갑자기 바이러스와 박테리아의 차이가 정확히 무엇인지 궁금해졌다. 그래서 옆지기한테 바이러스와 박테리아의 차이가 뭐냐고 하니 바로 대답을 못하고 찾아서 알아봐준다고 기다리라고 하더니 바이러스는 현미경으로 볼 수 없고 박테리아는 현미경으로 관찰이 가능하다고 가르쳐준다.
그게 맞는 걸까?
바이러스나 박테리아 모두 우리 눈으로 보이지 않는 것은 맞는데 그런 차이가 있는 것이구나하는 생각이 든다. 사실 조리를 하다보면 중요한 박테리아들이 많다.
요즘에 많이 음식물에서 나타나는 리스리아균도 그렇고 생닭이나 계란에서 주로 발견되는 살모넬라는 치명적인 박테리아이다. 하지만 이 살모넬라만큼은 아니지만 캠필로백터라는 박테리아가 심각한 질병을 일으킬 수 있어서 닭고기를 비롯한 가금류를 물에 씻는 것은 주변을 박테리아로부터 오염시킬 가능성이 많다. 이 캠필로백터는 인체내에 신경계통에 치명적인 후유증을 유발하는 구이렝바레라는 병을 유발한다. 이 박테리아로 인해 미국에선 매년 2백만에서 8백만명의 환자가 발병하고 이들 중 만분의 1정도인 2백명에서 8백명이 사망한다. 사실 닭고기 박테리아는 가장 유명한 것이 살모넬라이고 치명률도 높다.

이런 닭고기 박테리아는 덜 익은 닭고기나 생닭고기에 닿았던 다른 야채 등이 샐러드로 제공되었을 경우 감염을 일으킬 수 있으며 감염되면 경련과 복부 통증은 물론 하혈 그리고 고열 증세를 보이기도 한다. 이 살모넬라균은 64도이상에서 20분이상 가열하면 사멸하지만 땅속이나 물속에서는 비교적 오래 생존한다. 살모넬라균에 중독이 되면 18시간에서 36시간 즉 2일 정도 있어야 징후가 나타나 원인이 무엇인지 모를때도 있다. 살모넬라균에 감염된 사람은 수일에서 여러달에 이르기까지 다른 사람에게 전염을 시키기도 한다. 증상은 발열두통, 복통, 구토설사 등의 증상이 나타난다. 이 살모넬라균은 사람, 가축, 애완동물 등과 가금류, 가금류의 알 즉 계란 등에 존재하며 보균자의 손, 발 등을 통해 2차감염을 일으켜 식품을 통해 전염되기도 한다.
이 병은 대부분 저절로 회복되기도 하지만 노약자나 유아 등과 장기환자의 경우는 항생제 투여를 통해 증상을 제어해야 한다. 이 살모넬라균은 유제품과 가금류, 어패류 그리고 그것에 의한 가공식 품 즉 생선묵, 생선요리닭, 거위는 물론 오염된 마요네즈, 야채 , 샐러드 등에 의해서도 나타나기도 한다.
바이러스와 세균은 모두 미생물에 속한다. 미생물은 말 그대로 맨눈으로는 볼 수 없을 정도로 작은 생물을 뜻한다. 보통 0.1mm 이하의 생물을 가리킨다. 미생물의 종류는 다양하다. 우리가 흔히 세균이라고 부르는 박테리아와 조류, 고세균, 곰팡이와 같은 균류와 효모(yeast)와 바이러스(virus) 등의 모두를 통틀어 미생물이라고 할 수 있습니다.

바이러스와 박테리아의 가장 큰 차이는 스스로 생명활동을 하며 자가생활을 할 수 있느냐 없느냐하는 것이다. 우선 박테리아는 하나의 단세포로 이루어진 생물이지만 스스로 살아갈 수 있도록 필요한 기관을 갖추고 있다. 즉 양분을 스스로 섭취하고 유기물을 만들어 살아가면서 번식 할 수 있는 것이다. 하지만 바이러스는 다르다. 바이러스는 DNA와 RNA로 이루어진 핵산과 단백질로 아주 단순한 구조를 하고 있다. 대부분의 생물들은 DNA속에 유전자 정보를 바탕으로 리보솜과 같은 기관들을 이용하여 필요한 단백질을 만들어낸다. 하지만 바이러스는 아무런 기관이 없기때문에 스스로 필요한 에너지나 유기물을 만들어내지 못한다. 그래서 바이러스는 온전한 생물의 범주에 들지 못한다. 혼자서는 살아갈 수 없고 숙주가 있어야만 그 숙주의 힘을 빌어 살아 갈 수 있다. 그래서 바이러스는 생물체가 아닌 입자와 같은 존재로 분류하기도 한다. 즉 귀신이 무당이나 사람을 통해서만 그 힘을 쓸 수 있고 사람이란 숙주가 없으면 그 존재조차도 나타내지 못하는 것과 유사하다.
그리고 크기에서도 차이가 난다. 박테리아는 보통 수 마이크로미터(100만분의 1미터)의 크기로 광학 현미경으로 관찰할 수 있다. 하지만 바이러스는 이보다도 훨씬 작아서 큰 것조차 수백 나노미터(10억분의 1미터) 크기 밖에 되지않아 전자현미경으로만 볼수 있다.
즉 둘 다 사람의 유관으로는 볼 수 없다. 그래서 옛날에 전염병이 돌면 귀신의 조화로 생각했던 것이다. 보이지 않는 것이 사람들을 아프게 하고 열나게 하다가 죽게 만드니까 말이다.

세균의 대한연구는 일본제국주의 시대에 731부대를 통해 연구를 많이 하였으며 마루타라는 실제 사람을 대상으로 한 여러가지 실험을 통하여 연구가 이루어졌다. 그 결과 일본과 독일의 의약이나 세균 연구가 세계적이 되었다.
오늘날 이러한 세균은 사람들의 치료를 위한 의약품이나 늙지 않는 꿈을 이루기 위한 연구 등을 위해 세포증식을 통한 사람의 기관 대체라든가, 획기적 약품을 개발하려고 연구하기도 하지만 재래식 무기가 가지는 파괴보다는 사람만 살상하는 세균 무기 개발을 위해서 연구하는 나라도 많다. 물론 앞으로는 생명과학을 위한 연구소를 표방하지만 비밀리에 세균전을 준비하는 국가도 많다.

세균연구는 1600년대 후반 네덜란드의 안톤 반레벤후크가 현미경을 이용해 눈에 보이지 않는 세균과 미생물을 관찰하기 시작하면서 시작되었다. 이후 1850년, 가축에서 질병을 일으키는 세균으로 탄저균이 최초로 발견되고, 로베트르 코흐가이를 연구하게 됩니다.
당시에 가축과 사람에게 감염이 되는 탄저병은 농경이 주산업인 시기였고 그래서 농촌의 골칫거리였기 때문이다. 그리고 1876년, 마침내 코흐가 탄저균의 병원성을 밝혀내게 되고 이로써 세균학이 크게 발전하게 된다. 탄저병의 기원은 아주 오래전으로 BC 5000년경 이집트와 메소포타미아시대의 기록물을 시작으로 BC 300년경 히포크라테스도 이 병에 대한 기록을 남길 정도이다. 탄저(Anthrax)라는 이름은 이 병에 걸리면 감염된 부위가 숫처럼 검게 변하기 때문인데 그리스어의 석탄이나 숯을 뜻하는 anthrakis에서 유래되었다. 흙 속에서 사는 세균인 탄저균은 서식환경이 마땅치 않으면 포자를 형성해서 스스로를 보호하는 특징이 있다. 누에처럼 누에고치 안에서 보호막과 같은 껍질을 만들고 숨 죽이고 휴면상태로 지내다가, 소나양과 같은 동물이 자신을 먹게되면 몸 속으로 들어가 병을 일으킨다. 이 때 사람도 감염된 가축의 배설물이나 사체, 흙 등을 만지거나 공기 중에 떠돌던 탄저균이 호흡기를 통해 들어올 때 감염될 수 있다.

자연적으로 발생하는 탄저병은 95% 이상이 대부분 피부에 감염되는 피부 탄저로, 치료만 하면 사망자는 거의 발생하지 않는 것으로 알려져 있습니다. 또 사람끼리의 감염도 일어나지 않는다고 한다. 하지만 이 탄저균이 호흡기로 들어가는 호흡기 탄저는 좀 다르다. 공기 중에 있던 포자가 호흡기를 통해 폐로 들어갈 경우 청색증이나 호흡곤란 등으로 1~2일안에 사망할 수도 있기 때문이다. 탄저균은 포자상태로 만들면 흰색가루 형태가 되는데, 주변서식 환경에 따라 다르지만 10년 이상의 긴 시간을 이 상태로 살아갈 수 있다. 이런특성과 함께 흔하지는 않지만 호흡기 탄저의 경우 사망률이 90% 이상이고, 미생물에 대한 지식이 있는 사람이라면 흙에서 탄저균을 분리하고 배양 할 수 있다는 점, 그리고 적은 양으로도 많은 사람을 감염시킬 수 있다는 점 때문에 오늘날 탄저균은 없어지지 않고 계속 연구되고 있으며 이로써 생화학무기로 악용되기도 하는 대표적 세균이다.

최초의 바이러스는 담배에서 발견되었다. 인류가 최초로 발견한 바이러스는 ‘담배모자 이크 바이러스 (Tobacco Mosaic Virus)’이다. 1883년 아돌프 마이어가 담배 모자이크병이 식물사이에 전염이 된다는 것을 발견한 이후, 과학자들은 세균을 걸러내는 필터를 써도 이 병의 원인이 걸러지지 않는다는 것을 알게됩니다.  이는 필터로 걸러지지 않는 더 작은 무엇이 존재한다는 것이었다. 실험을 반복한 끝에 1935년, 연구에 전자현미경이 동원되고 웬델 M. 스탠리가 세균보다 훨씬 작은 이 바이러스를 전자현미경을 통해 볼 수 있게 된다. 담배 모자이크바이러스에 감염된 식물의 잎이나 꽃 등이 화상을 입은 것처럼 타들어가 갈색 반점이 생기게 된다. 식물이 죽지는 않지만, 제대로 성장 할 수 없게 되어 담배 수확량에 커다란 영향를 미치게 된다. 이 담배 모자이크바이러스는 이름과는 상관없이 담배뿐만 아니라 토마토, 가지, 고추 등 무려 199종의 식물에 갈변현상을 일으킨다고 알려져 있다.

이런 막대한 피해를 입히는 이 바이러스의 구조는 아주 단순하다. 담배 모자이크바이러스도 기다란 막대모양에 중요한 두 개 부분으로 이루어져 있다. 바로 RNA와 그 주변을 둘러싸고 있는 외각 단백질인 캡시드(capsid)다. 여기서 RNA는 단일 가닥형태로, 단백질 안쪽에서나 선형을 이루고 있습니다.
이 RNA가 식물세포속으로 침입해 들어가면 혼란을 야기시키게 되고, 결국 식물이 바이러스 단백질을 생산하도록 만든다. 이렇게 만들어진 단백질과 RNA로 새로운 바이러스가 조립되고, 이것이 세포밖으로 나와 다른 부위나 다른 식물로 바이러스가 계속 퍼지게 되는 것이다. 담배모자이크바이러스는 안정적이고 어렵지 않게 복제가 가능한데, 동물에게는 감염을 시키지않기 때문에 많은 연구에 사용되고 있다고 한다. 간단한 바이러스가 매개체를 이용해서 세력을 계속 확장해 나가는 것이다. 요즘 지구 인류의 삶을 송두리째 앗아가거나 바꾸고 있는 코로나 바이러스나 감기 바이러스 모두 간단하고 작고 단순한 놈이 커다란 코키리보다 더 사람들을 겁나게하고 힘들게 하고 있다.