사이기 중 DNA 복제가 일어나는 시기는? | 마이메르시 MyMerci

풀어 본 사람 70%가 틀린 문제도전 ›

인체의 구분과 조직

사이기 중 DNA 복제가 일어나는 시기는?

1 S기 ✓ 정답
2 전기
3 중기
4 G1기
5 G2기

해설

•S기는 DNA를 복제하는 시기이다.

•②, ③은 유사분열 단계이다. ④ G1기는 성장기이다. ⑤ G2기는 분열 직전 준비기이다.

같은 주제 다음 문제해부학적 자세에 대한 설명으로 옳은 것은?이 문제가 수록된 문제집2026 Edition 코어 물리치료사 패키지 Full-Pack99,000원 · 무료 체험 가능

세포주기(cell cycle)에서 DNA가 정확히 한 번만 복제되도록 조절하는 것은 유전체 안정성(genomic stability)을 유지하는 핵심 원리입니다. 간기(interphase)는 G1기, S기, G2기로 나뉘며, 이 중 S기(synthesis phase)에 DNA 복제가 일어납니다. 유사분열(mitosis)은 전기(prophase), 중기(metaphase), 후기(anaphase), 말기(telophase)로 진행되므로 보기 2번과 3번은 핵분열 단계에 해당합니다. G1기는 세포가 성장하며 DNA 복제를 준비하는 시기이고, G2기는 분열 직전에 세포 소기관과 단백질을 점검·합성하는 준비기입니다.

DNA 복제는 S기에 들어가기 전부터 엄격하게 통제됩니다. G1기 동안 세포는 복제 기점(origin of replication)에 프리-복제 복합체(pre-replicative complex, pre-RC)를 형성하여 복제를 ‘허가(licensing)’해 둡니다. 이 허가 과정에는 CDT1과 CDC6 같은 인자가 관여하여 MCM 헬리케이스가 DNA 위에 장전됩니다^[3]. 중요한 점은 복제 기점 허가는 G1기에만 일어나고, S기에 DNA 합성이 시작되면 추가 허가가 차단되어 DNA가 한 번만 복제되도록 보장된다는 사실입니다. 만약 S기에 이미 복제된 DNA 위에 다시 복제 기점이 허가되면 재복제(re-replication)가 발생하여 유전체 불안정성이 초래됩니다^[3].

G1기에서 S기로의 전환은 CDK(cyclin-dependent kinase) 활성이 임계 수준에 도달해야 개시됩니다. CDK 활성이 충분히 높아지면 pre-RC가 활성화되고 DNA 중합효소가 복제 기점에서 DNA 합성을 시작합니다^[2]. 흥미롭게도 CDC7 키네이스는 전통적으로 S기 진입의 필수 방아쇠로 여겨졌으나, 최근 연구에서는 CDC7이 없어도 CDK1이 G1/S 전환기에 활성을 보이며 DNA 복제를 개시할 수 있음이 확인되었습니다^[4]. 이는 S기 진입 조절이 단일 키네이스에 의존하지 않고 CDK 계열 키네이스 간의 기능적 중복성으로 뒷받침된다는 점을 보여줍니다.

G1기에서 S기로 넘어가는 시점에는 염색질의 공간적 재배열도 동반됩니다. 유사분열 직후 G1기에 진입한 염색체는 A 구획(A compartment)과 B 구획(B compartment)으로 분리되는데, 이는 각각 진정염색질(euchromatin)과 이질염색질(heterochromatin)에 대응합니다^[1]. 이 공간적 분리는 DNA 복제가 시작되기 전에 확립되며, 복제 헬리케이스 구성 요소인 GINS4가 G1/S 전환 과정에서 A/B 구획 분리에 필수적이라는 사실이 밝혀졌습니다^[1]. 즉, 염색질의 3차원적 구획화는 단순한 구조적 현상이 아니라 DNA 복제의 시간적·공간적 조절과 기능적으로 연결되어 있다고 볼 수 있습니다.

혼동 주의! G1기와 G2기는 모두 ‘준비’의 성격을 가지지만, G1기는 DNA 복제 전 단계로 복제 기점 허가가 일어나는 시기이고, G2기는 DNA 복제가 끝난 뒤 분열을 준비하는 시기입니다. DNA 양을 기준으로 보면 G1기는 2배체(2n) DNA 양을 유지하고, S기를 거치며 4배체(4n) 수준으로 증가한 뒤, G2기에는 복제된 상태를 유지합니다. 따라서 ‘DNA 복제 준비’와 ‘DNA 복제 실행’을 구분해야 합니다.

핵심! DNA 복제는 S기에 일어나며, G1기의 복제 기점 허가, CDK 활성 증가, 염색질 구획화가 모두 S기 진입을 위한 선행 조건으로 작동합니다.

참고 문헌 (논문 출처)

[1]
Nuclear compartmentalization at the G1/S transition plays a key role in DNA replication control.일반논문Oji A, Yusa K, Noda I, Ichinose T, Kondo Y, Hiratani I. (2026) · DOI: 10.1038/s41467-026-75264-6
[2]
CIZ1 regulates G1 length and the CDK threshold for initiation of DNA replication to prevent DNA replication stress.일반논문Tollitt J, Preedy MK, Briggs T, Allinson SL, Staples CJ, Parsons JL, Mort RL, Copeland NA. (2026) · DOI: 10.1093/nar/gkag878
[3]
CDT1 inhibits CMG helicase in early S phase to separate origin licensing from DNA synthesis.일반논문Ratnayeke N, Baris Y, Chung M, Yeeles JTP, Meyer T (2023) · DOI: 10.1016/j.molcel.2022.12.004
[4]
CDC7-independent G1/S transition revealed by targeted protein degradation.일반논문Suski JM, Ratnayeke N, Braun M, Zhang T, Strmiska V, Michowski W (2022) · DOI: 10.1038/s41586-022-04698-x

코어 문제은행 8,562 문제 · 로그인 없이 바로 볼 수 있어요

마이메르시로 국가고시 완벽 대비

기출문제와 상세 해설을 무료로. 내 약점을 분석하고 진도를 관리하며 더 똑똑하게 공부하세요.

무료로 시작하기

App Store Google Play

학습 참고용입니다. 실제 임상은 최신 지침과 소속 기관 프로토콜을 따르세요.

다음 문제 무료로 시작하기