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(2025 연세대 기출 변형 문제 및 해설-7)     

신호전달 방식에 대해 다음 질문에 답하시오.

1. 세포 간 신호전달 방식의 주요 유형을 네 가지 이상 나열하고, 각 방식의 특징을 설명하시오.
2. 신호전달 과정에서 리간드와 수용체의 역할을 설명하고, 예를 들어 설명하시오.
3. 신호전달 경로의 이상이 질병 발생에 미치는 영향을 설명하시오. 특정 질병을 예로 들어 서술하시오.

해설:

1. 세포 간 신호전달 방식의 주요 유형과 각 방식의 특징:

세포 간 신호전달 방식에는 여러 유형이 있으며, 각 방식은 신호 분자의 특성과 신호를 전달하는 세포와 받는 세포의 관계에 따라 구분됩니다. 주요 신호전달 방식은 다음과 같습니다:

1. 자기신호(Autocrine Signaling):

   • 특징: 신호를 내보내는 세포와 그 신호를 받는 세포가 동일한 경우입니다.
   • 예: 면역 세포가 분비한 사이토카인이 동일한 면역 세포에 작용하여 자기 증폭을 유도하는 경우.

2. 파라크린 신호(Paracrine Signaling):

   • 특징: 신호 분자가 근처의 인접한 세포에 작용하는 방식입니다. 신호는 일반적으로 단거리에서 확산합니다.
   • 예: 신경 세포 간의 신경전달물질(예: 아세틸콜린) 방출.

3. 내분비 신호(Endocrine Signaling):

   • 특징: 신호 분자가 혈류를 통해 먼 거리의 표적 세포에 도달하는 방식입니다.
   • 예: 내분비선에서 분비되는 호르몬(예: 인슐린)이 혈액을 통해 전신에 전달되어 포도당 대사를 조절하는 경우.

4. 직접 접촉 신호(Juxtacrine Signaling):

   • 특징: 세포막에 있는 리간드와 수용체가 직접 접촉하여 신호를 전달하는 방식입니다.
   • 예: 면역 세포 간의 항원 제시와 수용체 간의 상호작용.

5. 신경신호(Neuronal Signaling):

• 특징: 신경세포가 전기 신호를 통해 신호를 전달하는 방식입니다. 시냅스를 통해 화학 신호로 변환되기도 합니다.
• 예: 신경 자극이 축삭을 따라 이동하여 시냅스에서 신경전달물질 방출을 유도하는 과정.

2. 신호전달 과정에서 리간드와 수용체의 역할과 예:

리간드(Ligand):

• 역할: 리간드는 신호 분자로서 특정 수용체에 결합하여 신호전달을 시작합니다.
• 예: 인슐린은 인슐린 수용체에 결합하여 포도당 흡수를 촉진하는 신호를 전달합니다.

수용체(Receptor):

• 역할: 수용체는 세포막 또는 세포 내부에 위치하며, 리간드와 결합하여 신호를 수용하고 세포 내 신호전달 경로를 활성화합니다.
• 예: 인슐린 수용체는 인슐린과 결합하여 세포 내부에서 포도당 운반체의 활성화를 촉진합니다.

신호전달 예시:

• 인슐린-인슐린 수용체 경로:

• 인슐린은 췌장에서 분비되어 혈류를 통해 이동합니다.
• 인슐린 수용체는 세포 표면에 위치하며 인슐린과 결합합니다.
• 결합 후 수용체는 세포 내부 신호전달 경로를 활성화하여 포도당 운반체를 세포막으로 이동시킵니다.
• 이로 인해 혈액 내 포도당이 세포 내로 흡수됩니다.

3. 신호전달 경로의 이상이 질병 발생에 미치는 영향:

신호전달 경로의 이상은 다양한 질병의 발생과 밀접한 관련이 있습니다. 특정 신호전달 경로가 제대로 작동하지 않으면 세포 기능에 이상이 생기고, 이는 질병을 유발할 수 있습니다.

예시: 암(Cancer):

• 설명: 암은 신호전달 경로의 이상으로 인해 세포가 통제되지 않는 방식으로 증식하게 되는 질병입니다.

• 신호전달 이상:

• RAS 경로의 돌연변이: RAS 단백질이 지속적으로 활성화되면, 세포 분열과 성장 신호가 지속적으로 전달되어 종양 형성을 유도합니다.
• EGFR 과발현: 상피 성장 인자 수용체(EGFR)의 과발현 또는 돌연변이는 세포 성장과 분열을 촉진하여 암을 유발할 수 있습니다.

요약:

• 신호전달 방식: 자기신호, 파라크린 신호, 내분비 신호, 직접 접촉 신호, 신경신호.
• 리간드와 수용체: 리간드는 신호 분자로서 수용체에 결합하여 신호를 전달하고, 수용체는 이 신호를 수용하여 세포 내 경로를 활성화합니다.
• 질병 발생과 신호전달 이상: 신호전달 경로의 이상은 암과 같은 질병을 유발할 수 있습니다. 예를 들어, RAS 경로의 돌연변이나 EGFR의 과발현은 암을 초래할 수 있습니다.