기출복원문제를 사용할 수 없다는 어려움을 극복하기 위해, 

박윤 생물 연구소는 각 학교별 출제 경향을 분석하여 기출변형문제를 만들어 제시합니다. 

이 변형문제는 실제 시험과 유사한 문제를 풀어보며 

실력을 향상시킬 수 있는 최적의 방법입니다. 

매일 업데이트되는 맞춤형 기출변형문제로 학습 효과를 극대화하세요!

(2025 고려대 기출 변형 문제 및 해설-8) 

세균성 파지(bacteriophage)는 두 가지 생활사를 가질 수 있습니다: 용균회로(lytic cycle)와 용원회로(lysogenic cycle). 다음 질문에 답하시오.

1. 용균회로(lytic cycle)와 용원회로(lysogenic cycle)의 주요 차이점을 설명하시오.
2. 각 회로의 단계를 설명하고, 이들이 숙주세포에 미치는 영향을 논하시오.
3. 파지가 용균회로에서 용원회로로 전환하거나 그 반대의 전환이 일어나는 조건을 설명하시오.

해설:

1. 용균회로(lytic cycle)와 용원회로(lysogenic cycle)의 주요 차이점:

• 용균회로 (Lytic Cycle):

  • 특징: 파지가 숙주세포를 감염하여 빠르게 복제하고, 숙주세포를 파괴하여 새로운 파지를 방출하는 생활사.
  • 숙주세포: 파지의 증식 후 숙주세포는 파괴(용균)됩니다.

• 용원회로 (Lysogenic Cycle):

• 특징: 파지의 유전체가 숙주세포의 유전체에 통합되어 잠복 상태로 존재하며, 숙주세포를 파괴하지 않고 복제되는 생활사.
• 숙주세포: 파지의 유전체가 통합된 상태로 숙주세포가 정상적으로 분열하고 증식합니다.

2. 각 회로의 단계와 숙주세포에 미치는 영향:

용균회로 (Lytic Cycle):

1. 흡착 (Attachment): 파지가 숙주세포 표면의 특정 수용체에 결합합니다.
2. 침투 (Penetration): 파지의 유전체가 숙주세포 안으로 주입됩니다.
3. 복제 및 합성 (Biosynthesis): 파지의 유전체가 숙주세포 내에서 복제되고, 파지 단백질이 합성됩니다.
4. 조립 (Assembly): 새로운 파지 입자가 조립됩니다.
5. 방출 (Release): 숙주세포가 용균(lysis)되어 새로운 파지 입자가 방출됩니다.

숙주세포에 미치는 영향:

• 파지의 증식 후 숙주세포는 파괴되며, 다수의 새로운 파지 입자가 방출됩니다.

용원회로 (Lysogenic Cycle):

1. 흡착 (Attachment): 파지가 숙주세포 표면의 특정 수용체에 결합합니다.
2. 침투 (Penetration): 파지의 유전체가 숙주세포 안으로 주입됩니다.
3. 유전체 통합 (Integration): 파지의 유전체가 숙주세포의 유전체에 통합되어 프로파지(prophage) 상태로 존재합니다.
4. 잠복 (Latency): 통합된 파지 유전체는 숙주세포와 함께 복제됩니다.
5. 유전체 분리 (Induction): 특정 조건에서 파지의 유전체가 숙주세포의 유전체에서 분리되어 용균회로로 전환될 수 있습니다.

숙주세포에 미치는 영향:

• 파지의 유전체가 통합된 상태로 숙주세포는 정상적으로 생장 및 분열하며, 파지의 유전체도 함께 복제됩니다. 숙주세포는 파괴되지 않습니다.

3. 파지의 생활사 전환 조건:

• 용원회로에서 용균회로로 전환 (Induction):

  • 조건: 스트레스 조건(예: 자외선, 화학적 손상, 숙주세포의 DNA 손상 등)에서 파지의 유전체가 숙주세포의 유전체에서 분리되어 용균회로로 전환됩니다. 이는 파지가 숙주세포의 자원과 기회를 활용하여 빠르게 증식할 필요가 있을 때 발생합니다.

• 용균회로에서 용원회로로 전환:

• 조건: 환경이 안정적이고 자원이 충분한 경우, 일부 파지는 용균회로 대신 용원회로를 선택할 수 있습니다. 이는 숙주세포와 공존하며 장기적으로 생존할 기회를 제공하기 때문입니다.

요약:

• 용균회로 (Lytic Cycle): 파지가 숙주세포를 빠르게 복제하여 숙주세포를 파괴하는 생활사. 주된 단계는 흡착, 침투, 복제 및 합성, 조립, 방출입니다.
• 용원회로 (Lysogenic Cycle): 파지의 유전체가 숙주세포의 유전체에 통합되어 잠복 상태로 복제되는 생활사. 주된 단계는 흡착, 침투, 유전체 통합, 잠복, 유전체 분리입니다.
• 생활사 전환 조건: 스트레스 조건에서는 용원회로에서 용균회로로 전환될 수 있으며, 안정적인 환경에서는 반대의 전환이 가능합니다.