많은 바이러스가 동물과 식물에서 질병을 유발하며, 신종바이러스가 인류의 건강을 위협한다.

바이러스는 식물과 동물 모두에서 일으킬 수 있다. 일반적인 동물바이러스는 막성 외피와 당단백질(단백질에 당이 연결된 것)로 된 스파이크(spike, 돌출기)를 가지고 있다. 외피막은 바이러스가 숙주세포로 들어가고 나가는 것을 도와준다. 많은 동물바이러스가 DNA가 아닌 RNA를 유전물질로 갖는다. RNA바이러스에 속하는 다른 바이러스로는 감기(common cold), 홍역(measles), 유행성이하선염(mumps), 소아마비(polio), AIDS와 같은 병을 유발하는 바이러스들이 있다. 한편 DNA 바이러스에 의해 발생하는 주요 질병에는 간염과 수두, 허피스 감염이 있다. 

 

대표적막성 RNA 바이러스인 유행성이하선염바이러스의 복제생활사는 한때 어린이들에게 고열과 고통스로운 침샘의 부종을 일으키는 흔한 질병으로 이제 선진국에서는 매우 드문 질병이 되었다. 먼저 바이러스가 숙주세포와 접촉하면 당단백질 스파이크가 세포의 원형질막에 있는 수용체 단백질과 결합한다. 이후 외피가 원형질막과 융합하여 캡시드 단백질로 둘러싸인 RNA가 ①세포질로 들어간다. ②이어 효소에 의해 캡시드 단백질이 제거된다. ③바이러스의 일부로 세포에 들어온 효소가 바이러스 RNA를 주형으로 상보적인 RNA 가닥(분홍색 가닥)을 만든다. 새롭게 만들어진 RNA 가닥은 다음 두 가지의 기능을 담당한다. ④새로운 바이러스 단백질을 합성하기 위한 mRNA와, ⑤새로운 바이러스 유전체 RNA를 합성하기 위한 주형으로 작용한다. ⑥새로 만들어진 바이러스 RNA를 새로 합성된 캡시드 단백질이 둘러싸며 조립된다. ⑦마지막으로 바이러스가 숙주의 원형질막을 둘러싸고 세포로부터 빠져나간다. 따라서 바이러스는 숙주세포로부터 외피를 얻으며, 세포를 용해하지도 않고도 세포 밖으로 나갈 수 있다.

모든 동물 바이러스가 세포질 내에서 번식하는 것은 아니다. 예를 들어 허피스바이러스는 외피를 가진 DNA 바이러스로 숙주세포의 핵에서 증식하며 외피를 숙주의 핵막에서 얻는다. 때로 숙주에게 감기, 햇빛에의 노출과 같은 물리적인 스트레스나 감정적인 스트레스가 허피스바이러스 DNA를 자극하여 바이러스 생산을 시작하게 되면, 이들은 다시 체표면 세포에 감염하여 입가의 물집, 음부 포진 등을 유발한다. 

바이러스가 우리의 몸에 끼치는 손상의 정도는 면역 체계가 얼마나 빨리 바이러스에 감염에 대응하는가와 감염된 조직의 회복 능력에 따라 달라진다. 감기에 걸리면 대부분의 경우 완전히 회복되는데 이는 감기에 의해 손상된 호흡기 조직이 체세포분열에 의해 효과적으로 복구되기 때문이다. 

어느 날 갑자기 출현하였거나 의학적으로 새롭게 대두되는 바이러스를 신종바이러스(emerging virus)라고 한다. 잘 알려진 예들이 많이 있는데, AIDS를 일으킨 HIV가 그 대표적인 예이다. 1980년대 초, 이 바이러스는 미국의 뉴욕과 샌프란시스코에서 거의 처음으로 갑자기 출현하였다. 1976년 처음 중앙아프리카에서 발견된 에볼라바이러스(Evola virus)는 북미에서 처음 발견된 것은 1999년이었으나 미국 본토 내 모든 48개 주로 전파되었다. 웨스트나일바이러스는 주로 모기가 이 사람 저사람의 피를 빨면서 전파시킨다. 급성중증호흡기증후군(SARS)은 2002년 처음 중국에서 나타났는데, 8개월만에 약8,000명이 감염되고 그 중 10%가 사망하였다. 연구자들은 SARS를 일으킨 바이러스가 그동안 잘 알려져 있지 않던 단일가닥 RNA 바이러스인 코로나 바이러스임을 신속히 알아내었다. 코로나바이러스는 왕관처럼 보이는 스파이크를 가져 이처럼 명명 되었다. 

어디에서부터 어떻게 이런 바이러스들이 갑자기 출현하여 이전에는 드물었거나 없던 질병을 일으키는 것일까? 신종바이러스 질환의 출현과 관련된 요인은 돌연변이, 종과 종 사이의 접촉, 고립된 집단으로부터 전파의 세 가지로 보인다. 

현존하는 바이러스의 돌연변이는 신종바이러스 질환이 생기는 주된 원인이다. RNA 바이러스는 DNA 바이러스보다 돌연변이 빈도가 매우 높다. 이는 RNA 바이러스의 유전체를 복제하는 RNA 중합효소에는 DNA 중합효소와는 달리 복제 중 실수를 줄여 줄 교정기능과 수선기능이 없기 때문이다. 어떤 돌연변이는 이미 현존하는 바이러스에 대한 면역력을 가지고 있는 생물체를 감염시킬 수 있는 새로운 바이러스 종으로 진화할 수도 있다. (유전적 변종).

이것이 우리가 매년 독감백신을 접종하는 이유다. 돌연변이로 인해 새로 만들어진 독감바이러스에 대해서는 이전에 접종한 사람들도 면역력이 없기 때문이다. 

새로운 바이러스 질환 가운데 어떤 종류는 종종 이미 존재하는 바이러스가 새로운 숙주를 감염시킬 수 있게 되면서 출현한다. 과학자들은 새로 출현하는 인간 질병의 약 3/4 정도는 다른 동물로부터 온 것으로 추정한다. 

고립된 작은 집단 속에 존재하던 바이러스가 크게 유행하기도 한다. 예를 들어 AIDS 는 수십 년이나 이름도 붙여지지 않고 알려지지도 않은 상태로 있다가 갑자기 세계적으로 유행하기 시작했다. 이 경우에 기술적인 요인과 해외여행증가, 수혈, 성적문란, 정맥주사를 사용한 약물남용 등과 같은 사회적 요인으로 이전에는 드물었던 인간 질병을 전세계적인 문젯거리로 만들었다. HIV나 다른 신종 바이러스를 통제는 아마도 분자생물학적 이해와 더불어 가능할 것이다.