# 다음 중 세균의 돌연변이(mutation) 유발 기전에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

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> language: ko  
> subject: 미생물학 기초 및 세균의 특성

## 문제

다음 중 세균의 돌연변이(mutation) 유발 기전에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

## 보기

1. 아질산(nitrous acid)은 사이토신을 탈아미노화하여 우라실로 변환시켜 전위 돌연변이를 유발한다.
2. 알킬화제(alkylating agent)는 구아닌의 N7 위치를 알킬화하여 염기 짝짓기 오류를 유발한다.
3. 자외선(UV)은 인접한 티민 잔기 사이에 티민 이합체(thymine dimer)를 형성하여 돌연변이를 유발한다.
4. 5-브로모우라실(5-BU)은 티민 유사체로서 아데닌 대신 구아닌과 짝을 이루어 전이 돌연변이를 유발한다. **✔ 정답**
5. 아크리딘 계열 화합물은 DNA 가닥 사이에 삽입되어 틀이동 돌연변이(frameshift mutation)를 유발한다.

**정답: 4**

## 해설

5-브로모우라실(5-BU)은 티민 유사체로서 정상적으로는 아데닌과 짝을 이루지만, 호변이성질체 형태로 전환되면 구아닌과 짝을 이루어 AT→GC 전이 돌연변이를 유발한다. 그러나 선택지에서 "아데닌 대신 구아닌과 짝을 이룬다"는 표현은 정확하지 않으며, 5-BU는 케토형에서 아데닌, 에놀형에서 구아닌과 결합하는 것이 정확한 기전이다. 아질산의 경우 사이토신→우라실 변환은 전이(transition) 돌연변이이며 전위(transversion)가 아니다.

## 심화 해설

핵심 해설
이 문제는 세균의 돌연변이 유발 기전에 대한 이해를 묻고 있어요. 각 선택지의 기전을 정확히 알고 있어야 옳고 그름을 판단할 수 있습니다.

1. **핵심 개념 분석 (Key Concept)**: 세균의 돌연변이 유발 기전은 크게 염기 유사체(Base analog), 화학적 변형제(Chemical modifying agent), 삽입제(Intercalating agent), 물리적 요인(Physical agent)으로 나뉩니다. 이 문제는 각 유발 기전의 구체적인 분자 메커니즘을 정확히 이해하고 있는지 확인합니다.

2. **정답 근거 (Answer Rationale)**: 핵심! ④번 선택지는 5-브로모우라실(5-BU)의 돌연변이 유발 기전이 잘못 설명되었습니다. 5-BU는 티민 유사체(Thymine analog)로서, 정상적인 케토(Keto) 형태에서는 아데닌(A)과 수소 결합을 하지만, 호변이성질체화(Tautomerization)로 에놀(Enol) 형태가 되면 구아닌(G)과 잘못 짝을 이룹니다. 이로 인해 AT→GC 전이 돌연변이가 발생합니다. 선택지의 "아데닌 대신 구아닌과 짝을 이룬다"는 표현은 5-BU가 아데닌과 정상적으로 짝을 이룰 수 있다는 사실을 간과하여 정확하지 않습니다.

3. **오답 분석 (Distractor Analysis)**:
- 혼동 주의! ①번: 아질산(Nitrous acid)은 사이토신(C)을 탈아미노화하여 우라실(U)로 만듭니다. 이는 피리미딘 염기 간의 전이 돌연변이(Transition)를 유발하며, '전위(Transversion)'는 퓨린↔피리미딘 간의 치환이므로 설명이 틀렸습니다. 하지만 이 문제는 ④번이 더 직접적으로 오답이므로 ①번은 오답이 아닙니다. (참고: 아질산은 아데닌(A)을 하이포잔틴(Hypoxanthine)으로, 구아닌(G)을 잔틴(Xanthine)으로도 탈아미노화할 수 있습니다.)
- ②번: 알킬화제(Alkylating agent)의 작용 기전은 정확합니다. 구아닌의 N7 위치 알킬화는 염기 짝짓기 오류를 유발합니다.
- ③번: 자외선(UV)의 작용 기전은 정확합니다. 티민 이합체(Thymine dimer) 형성은 전형적인 DNA 손상입니다.
- ⑤번: 아크리딘 계열(Intercalating agent)의 작용 기전은 정확합니다. DNA 가닥 사이에 삽입되어 틀이동 돌연변이(Frameshift mutation)를 유발합니다.

4. **연관 개념 정리 (Related Concepts)**:
- **전이(Transition) vs 전위(Transversion)**: 전이는 같은 종류의 염기 간 치환(퓨린→퓨린, 피리미딘→피리미딘), 전위는 다른 종류의 염기 간 치환(퓨린↔피리미딘)입니다. 5-BU, 아질산 등은 전이를 유발하는 대표적인 물질입니다.
- **호변이성질체(Tautomer)**: 염기 유사체가 케토형과 에놀형, 아미노형과 이민형 등으로 구조 전환을 하는 현상입니다. 5-BU의 에놀형은 구아닌과 결합합니다.

개념 정리: 돌연변이 유발 기전 분류

| 유형 | 대표 물질/요인 | 기전 | 돌연변이 종류 |
| --- | --- | --- | --- |
| 염기 유사체 | 5-BU, 2-AP | 호변이성질체화로 잘못된 염기 결합 | 전이(Transition) |
| 화학적 변형제 | 아질산, 알킬화제 | 탈아미노화, 알킬화 등 염기 구조 변형 | 전이(Transition) (주로) |
| 삽입제 | 아크리딘, 브로민화에티듐 | DNA 가닥 사이 삽입, 복제 시 가닥 미끄러짐 | 틀이동(Frameshift) |
| 물리적 요인 | 자외선, 방사선 | DNA 직접 손상 (이합체, 절단) | 다양함 |

한눈에 비교!:

- **5-BU**: 케토형 ↔ 에놀형 전환 → AT→GC 전이

- **2-AP (2-아미노퓨린)**: 아미노형 ↔ 이민형 전환 → AT→GC 전이

- **아질산**: C→U 전환 → AT→GC 전이 (복제 시 U가 A와 결합)

암기 팁:
'5-BU'는 'B(브로모)U(우라실)'로 티민 유사체입니다. '케토는 A와, 에놀은 G와' 결합한다고 외우세요! (케A에G) 아질산은 '사이토신을 우라실로' 만든다는 점에서 '사이→우'로 암기하고, 이것이 '전이(Transition)'임을 꼭 기억하세요.

국시 빈출 포인트:
염기 유사체(5-BU, 2-AP)의 호변이성질체화 기전, 알킬화제(메틸메탄술포네이트 등)의 구아닌 N7 알킬화, 아크리딘(프로플라빈 등)의 삽입 기전은 객관식으로 자주 출제됩니다. 특히 전이와 전위를 구분하는 문제가 빈출이니 각 물질이 유발하는 돌연변이 유형을 반드시 구분하세요.

기출 변형 주의!:
"다음 중 자외선에 의해 생성되는 DNA 손상 복구에 관여하는 효소는?" (광회복효소, 절제복구효소 등) 식으로 기전과 복구 시스템을 연결하거나, "다음 중 틀이동 돌연변이를 유발하는 것은?"과 같은 응용 문제로 출제될 수 있습니다.

## 임상 시나리오

약국/임상 실무 가이드
이 개념은 임상보다는 기초 미생물학/분자생물학 영역에 가깝지만, 약사가 항암제(특히 알킬화제)의 작용 기전과 부작용(발암성, 돌연변이 유발성)을 이해하는 데 직접적으로 연결됩니다.

- **임상 시나리오 (Clinical Scenario)**: "약국에 내원한 환자가 사이클로포스파미드(Cyclophosphamide)를 복용 중입니다. 이 약물은 대사되어 알킬화제로 작용하는데, 약사는 이 약물의 어떤 부작용과 기전에 대해 복약지도를 해야 할까요?"
- **복약지도 및 중재 전략 (Counseling & Intervention)**: 핵심! 사이클로포스파미드는 간에서 대사되어 활성화되며, DNA 알킬화를 통해 암세포 증식을 억제합니다. 하지만 정상 세포에도 영향을 미쳐 골수 억제, 출혈성 방광염(대사체 아크롤레인), 생식 기능 저하, 기형 유발 및 2차 발암 위험성(특히 방광암, 백혈병)을 증가시킬 수 있음을 설명합니다.
- **환자 안전 및 주의사항 (Precautions)**:
- **돌연변이 유발성(Mutagenicity)**: 약사는 환자에게 치료 중 및 치료 후 일정 기간 동안 피임의 중요성을 강조해야 합니다.
- **약물상호작용**: CYP450 대사 효소를 유도하거나 억제하는 약물(예: 페니토인, 리팜핀 등)과의 상호작용을 주의해야 합니다.

선배 약사의 한마디:
"알킬화제 항암제를 공부할 때 '구아닌 N7 알킬화'라는 기전을 단순히 암기하지 말고, 이로 인해 발생할 수 있는 '2차 발암(백혈병 등)'이라는 부작용까지 연결 지어 생각해보세요. 그래야 약국에서 항암제를 복용하는 환자에게 '장기적으로 어떤 위험이 있고, 어떤 예방 조치가 필요한지'를 전문적으로 조언할 수 있는 약사가 될 수 있어요!"

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