1. 침입 (Entry)
식물 세포는 단단한 세포벽(Cell Wall)으로 둘러싸여 있어 바이러스가 스스로 침투하기 어렵습니다. 따라서 외부의 도움이나 상처가 필요합니다.
- 매개충에 의한 침입: 진딧물, 멸구, 가루이 같은 곤충이 식물의 즙액을 빨아먹을 때 입틀(구침)을 통해 바이러스가 세포 내로 직접 주입됩니다.
- 기계적 상처: 바람에 의해 잎이 서로 마찰되거나, 농기구, 사람의 손 등에 의해 생긴 미세한 상처를 통해 침입합니다.
- 기타 경로: 종자, 화분(가루), 접목(Grafting), 또는 토양 속의 선충이나 곰팡이를 통해 감염되기도 합니다.
2. 탈외피 (Uncoating)
세포 안으로 들어온 바이러스 입자는 자신의 유전물질(DNA 또는 RNA)을 둘러싸고 있는 단백질 껍질인 외피 단백질(Capsid)을 벗어던집니다. 이 과정을 통해 바이러스의 유전 정보가 세포질로 방출됩니다.
3. 복제 및 단백질 합성 (Replication & Translation)
방출된 바이러스 유전자는 식물 세포의 자원을 약탈하여 자신을 복제하기 시작합니다. (대부분의 식물 바이러스는 RNA 바이러스입니다.)
- 번역(Translation): 바이러스 RNA는 식물 세포의 리보솜을 이용하여 바이러스 복제에 필요한 효소(복제효소, Replicase)와 외피 단백질 등을 먼저 만듭니다.
- 복제(Replication): 생성된 복제효소를 이용해 바이러스의 유전 정보를 대량으로 복제합니다.
4. 조립 (Assembly)
세포 내에서 대량으로 만들어진 바이러스의 유전물질과 외피 단백질이 스스로 결합하여 새로운 바이러스 입자(Virion)를 형성합니다.
5. 세포 간 이동 (Cell-to-Cell Movement)
식물 바이러스의 가장 특징적인 단계입니다. 식물 세포는 세포벽으로 막혀 있기 때문에, 바이러스는 세포 사이에 연결된 통로인 원형질연락사(Plasmodesmata)를 통해 옆 세포로 이동합니다.
- 이동 단백질(Movement Protein, MP): 원형질연락사는 원래 매우 좁아 바이러스가 통과할 수 없습니다. 이때 바이러스는 '이동 단백질'을 만들어 원형질연락사의 구멍을 일시적으로 확장시키거나, 자신의 유전자를 실타래처럼 풀어 통과시킵니다.
6. 전신 감염 (Systemic Movement / Long-distance Transport)
국소적으로 퍼지던 바이러스가 식물 전체로 퍼지는 단계입니다.
- 체관(Phloem) 이용: 바이러스가 식물의 영양분 이동 통로인 체관에 진입하면, 유기물 흐름을 타고 뿌리 끝이나 새로 나오는 잎(생장점 부근)으로 순식간에 이동합니다. 이를 통해 식물 전체가 바이러스에 감염되는 '전신 감염' 상태가 됩니다.
7. 외부 전파 (Transmission)
감염된 식물에서 증식한 바이러스는 다시 매개충이 즙액을 빨아먹을 때 묻어나오거나, 앞서 언급한 여러 경로를 통해 새로운 건강한 식물로 이동하며 사이클을 반복합니다.
[요약: 식물 바이러스 증식의 특징]
- 수동적 침투: 상처나 매개충이 없으면 스스로 들어가지 못함.
- 이동 단백질의 역할: 원형질연락사를 조절하여 세포 벽을 통과함.
- 체관을 통한 고속도로 이동: 체관을 타고 식물 전체로 확산됨.
이 과정에서 식물은 바이러스에 대항하기 위해 RNA 간섭(RNA interference) 등의 방어 기작을 작동시키며, 바이러스는 이를 회피하기 위한 단백질을 만드는 등 고도의 생존 전략 싸움이 일어납니다.