핵심 해설
이 문제는 세포 사멸의 두 가지 주요 형태인
세포자살(Apoptosis)과
괴사(Necrosis)의 특징을 구분하는 능력을 평가해요. 세포자살은 프로그램된, 조절된 세포 사멸 과정으로, 조직 항상성과 발달에 필수적이에요.
정답 근거 (Answer Rationale)
정답인 ②번 "
DNA가 internucleosomal sites에서 단편화되어 ladder pattern을 보인다"는 세포자살의 가장 특징적인 분자생물학적 지표예요. 세포자살이 활성화되면,
Caspase 효소가 활성화되어 핵 내의
DNA 분해효소(DNase)를 활성화시킵니다. 이 효소는 DNA를 핵소체(histone) 사이의 특정 부위(inter-nucleosomal sites)에서 절단하여 일정한 크기(약 180-200 bp)의 DNA 단편을 만들어내요. 이를 전기영동법으로 확인하면 사다리 모양의 패턴(DNA ladder)이 관찰됩니다. 이는 괴사에서 보이는 불규칙한 DNA 파괴와 구별되는 명확한 특징이에요.
오답 분석 (Distractor Analysis)
①
혼동 주의! "염증 반응을 동반하며 주변 조직에 손상을 일으킨다"는
괴사(Necrosis)의 특징이에요. 세포자살은 세포 내용물이 세포막에 싸인 소포(apoptotic bodies) 형태로 포식세포에 의해 청소되므로 염증을 유발하지 않아요.
③ "세포 크기가 증가하고 세포질이 응축된다"는 부분적으로 혼합된 설명이에요. 세포 크기 증가는 괴사의 특징(세포 팽윤)이고, 세포질 응축은 세포자살의 특징입니다. 따라서 이 문장 전체는 옳지 않아요.
④ "미토콘드리아 기능이 유지되면서 서서히 진행된다"는 정반대예요. 세포자살의 중요한 경로 중 하나는 미토콘드리아 외막 투과성 증가와
사이토크롬 c(Cytochrome c)의 유출이에요. 이는 미토콘드리아 기능 장애를 의미합니다.
⑤ "세포막이 파열되고 세포 내용물이 주변으로 유출된다"는
괴사(Necrosis)의 전형적인 특징이에요. 세포자살에서는 세포막이 파열되지 않고 소포 형태로 유지됩니다.
연관 개념 정리 (Related Concepts)
세포자살의 유도 경로는 크게 두 가지예요:
외인성 경로(Death receptor pathway, 예: Fas/FasL)와
내인성 경로(Mitochondrial pathway). 두 경로 모두 최종적으로
Caspase 효소 계단식 반응(Caspase cascade)을 활성화시켜 세포를 파괴해요. 또한,
Bcl-2 계열 단백질(Bax, Bak vs Bcl-2, Bcl-xL)의 균형이 내인성 경로의 조절에 핵심 역할을 해요.
개념 정리
| 구분 | 세포자살 (Apoptosis) | 괴사 (Necrosis) |
|---|
| 원인 | 생리적, 프로그램된 신호 | 병리적, 비가역적 손상 (허혈, 독소 등) |
| 염증 | 없음 | 있음 |
| 세포 크기 | 감소 (세포 위축) | 증가 (세포 팽윤) |
| 세포막 | 유지됨 (소포 형성) | 파열됨 |
| DNA 분해 | 규칙적 단편화 (DNA ladder) | 불규칙한 파괴 (smear pattern) |
| 주변 조직 영향 | 없음 | 손상 유발 |
약리기전 포인트
많은 항암제는 종양 세포에서 세포자살을 유도하여 치료 효과를 나타내요. 예를 들어,
Cisplatin은 DNA에 가교 결합을 형성하여 DNA 손상을 유발하고, 이는 p53 경로를 통해 세포자살을 시작시켜요. 또한, 표적 치료제인
Bortezomib은 프로테아좀을 억제하여 세포 내 단백질 항상성을 파괴하고 세포자살을 유도해요.
국시 빈출 포인트
세포자살 vs 괴사의 특징 비교는
매우 빈번하게 출제되는 주제예요. 특히 "DNA ladder", "염증 유무", "세포막 상태"는 삼위일체처럼 묶여서 나오는 경우가 많아요. 암 치료에서 세포자살 경로를 표적으로 하는 약물의 기전도 함께 묻는 경우가 있으니 연결해서 학습하세요.