[올해 고신대 의대편 - 생물 변형 문항 1]

안녕하세요, 수험생 여러분!

올해 고신대 의대편 기출문제를 공유합니다.

1번

In molecular biology, various assays are utilized to detect and quantify proteins, peptides, or antigens within biological samples. These assays play a critical role in immunological research, allowing researchers to study the behavior of individual cells and their secretion of specific molecules such as cytokines. One particular assay is designed to identify and quantify the frequency of cytokine-secreting cells, providing insights into the immune response at a single-cell level. This method is widely used to evaluate immune activity and is highly specific to individual cell populations. Which of the following experimental methods is most appropriate for this purpose?

1. FACS
2. ELISA
3. ELISPOT
4. Immunostaining
5. Western blot

해설

1. FACS (Fluorescence-Activated Cell Sorting)

   • 유세포 분석으로, 세포의 물리적 특성과 형광을 기준으로 개별 세포를 분리하고 분석하는 기술입니다. 이는 세포의 분리와 동정에 중점을 두며, 단일 세포의 분비 빈도 정량과는 직접적으로 관련되지 않습니다.
   • 정답 여부: 틀림

2. ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)

   • 효소면역측정법으로, 항원-항체 반응을 통해 특정 단백질이나 항체의 양을 측정합니다. 정량적 분석이 가능하지만, ELISA는 주로 샘플 전체의 단백질 또는 항체 농도를 측정하며, 단일 세포 수준의 분석에는 적합하지 않습니다.
   • 정답 여부: 틀림

3. ELISPOT (Enzyme-Linked ImmunoSpot Assay)

   • 단일 세포 수준에서 특정 분비물(예: 사이토카인)의 빈도를 측정하는 기술로, 면역 반응을 정량적으로 분석할 수 있습니다. 이는 문제에서 설명된 '단일 세포 수준의 사이토카인 분비 빈도'와 가장 잘 부합합니다.
   • 정답 여부: 맞음

4. Immunostaining (면역염색)

   • 세포나 조직 내 특정 단백질의 존재를 시각적으로 검출하는 방법으로, 항원-항체 반응을 기반으로 하지만, 주로 정성적(qualitative)인 분석에 사용됩니다. ELISPOT은 immunostaining 기법 중 하나로 간주될 수 있지만, 문제에서 요구하는 '정량적 측정'과는 조금 다릅니다.
   • 정답 여부: 틀림

5. Western blot

   • 단백질을 전기영동으로 분리한 후, 특이적인 항체를 사용하여 원하는 단백질을 검출하는 기법입니다. 이는 단백질의 존재를 확인하는 데 적합하지만, 단일 세포 수준의 분비물 빈도 정량에는 적합하지 않습니다.
   • 정답 여부: 틀림

정답: 3) ELISPOT 

2번

대식세포와 호중구가 전염성 세균, 바이러스 등의 미생물을 제거할 때 사용되는 분해효소가 아닌 것은? 

1) protease 

2) Lysosome 

3) peroxidase 

4) Granzyme 

5) defensin

해설

문제: 대식세포와 호중구가 세균이나 바이러스 같은 미생물을 제거할 때 사용하는 분해효소가 아닌 것을 고르시오.

1) Protease

• 설명: Protease는 단백질을 분해하는 효소로, 병원체의 단백질 성분을 분해하여 제거하는 데 중요한 역할을 합니다. 대식세포와 호중구 모두 protease를 사용하여 병원체를 분해합니다.
• 정답 여부: 분해효소로 맞음.

2) Lysosome

• 설명: Lysosome은 대식세포와 호중구의 세포질 내 소기관으로, 가수분해 효소를 다량 함유하고 있습니다. 이 효소들은 병원체의 단백질, 당, 지질 등을 분해하여 제거합니다.
• 정답 여부: 분해효소로 맞음.

3) Peroxidase

• 설명: Peroxidase는 활성산소를 생성하여 병원체를 죽이는 데 기여합니다. 호중구에서 활성산소를 이용한 살균 작용의 일부로 작동합니다.
• 정답 여부: 분해효소로 맞음.

4) Granzyme

• 설명: Granzyme은 NK 세포와 세포독성 T세포가 분비하는 단백질로, 감염된 세포나 암세포를 제거하는 데 사용됩니다. 대식세포와 호중구는 일반적으로 Granzyme을 사용하지 않습니다.
• 정답 여부: 분해효소로 아님 (정답).

5) Defensin

• 설명: Defensin은 항균 펩타이드로, 세균의 세포막을 파괴하여 병원체를 제거합니다. 대식세포와 호중구가 분비하여 병원체 제거에 기여합니다.
• 정답 여부: 분해효소로 맞음.

정답: 4) Granzyme

Granzyme은 대식세포와 호중구가 아닌, 주로 NK 세포와 세포독성 T세포가 사용하는 단백질입니다. Granzyme은 병원체가 아닌, 감염된 세포 자체를 제거하는 데 관여합니다.

3번

다음 중 항원을 제시하고 항원을 포획하는 역할을 하는 세포가 아닌 것은?

1) 적혈구

2) 수지상세포

3) 대식세포

4) T세포

5) B세포

해설

문제: 다음 중 항원을 제시하고 항원을 포획하는 역할을 하지 않는 세포를 고르시오.

1) 적혈구 (Red Blood Cell)

• 설명: 적혈구는 산소와 이산화탄소를 운반하는 역할을 하며, 면역반응이나 항원제시와는 관련이 없습니다. 항원을 포획하거나 제시하는 능력이 없으므로 정답입니다.
• 정답 여부: 정답 (항원제시 역할 없음)

2) 수지상세포 (Dendritic Cell)

• 설명: 수지상세포는 전문적인 항원제시세포로, 외부에서 침입한 병원체를 포획하고 이를 T세포에 제시하여 면역반응을 유도합니다.
• 정답 여부: 항원제시 역할 있음.

3) 대식세포 (Macrophage)

• 설명: 대식세포는 항원을 포획하고 이를 처리하여 항원제시를 수행합니다. 이는 T세포를 활성화시키는 데 중요한 역할을 합니다.
• 정답 여부: 항원제시 역할 있음.

4) T세포 (T Cell)

• 설명: T세포는 항원을 직접 포획하거나 제시하지 않습니다. 대신, 항원제시세포(APC)가 제시한 항원을 인식하고 면역반응을 조절하거나 수행하는 역할을 합니다.
• 정답 여부: 항원제시 역할 없음.

5) B세포 (B Cell)

• 설명: B세포는 항원을 포획하여 내부로 가져간 뒤 처리하고, 그 항원을 MHC-II 분자에 결합시켜 T세포에 제시할 수 있습니다. 따라서 항원제시 역할을 수행합니다.
• 정답 여부: 항원제시 역할 있음.

정답: 1) 적혈구

설명 요약: 적혈구는 항원제시나 면역반응에 관여하지 않으며, 산소 운반에 특화된 세포입니다. T세포도 직접 항원을 제시하지 않지만, 면역반응의 중심 역할을 하기 때문에 적혈구가 가장 적합한 정답입니다.

4번

세포막 내외의 지질을 유지시켜주며 flippase 포함해 비대칭을 형성하는 세포소기관은?

1) 골지체

2) 소포체

3) 엽록체

4) 미토콘드리아

5) 핵

해설

문제: 세포막 내외의 지질 비대칭성을 유지시켜주며 flippase를 포함한 비대칭 형성을 담당하는 세포소기관은?

1) 골지체 (Golgi Apparatus)

• 설명: 골지체는 세포막의 지질 비대칭성을 유지하는 중요한 역할을 합니다. Flippase와 같은 효소를 사용하여 지질을 선택적으로 이동시켜 세포막의 내외층의 조성을 조절합니다. 특히, 세포막으로 수송되는 지질의 비대칭성을 유지하는 데 핵심적인 역할을 합니다.
• 정답 여부: 정답 (골지체)

2) 소포체 (Endoplasmic Reticulum)

• 설명: 소포체는 지질 합성과 단백질 합성에 관여하지만, 지질의 비대칭성 유지보다는 지질의 초기 합성 과정에 주로 관여합니다. 일부 flippase 활동이 있을 수 있으나, 비대칭 유지의 주체는 아닙니다.
• 정답 여부: 틀림.

3) 엽록체 (Chloroplast)

• 설명: 엽록체는 광합성에 중요한 역할을 하며, 틸라코이드 막의 독특한 조성을 유지하지만, 세포막의 지질 비대칭성을 유지하거나 flippase와 관련된 활동을 하지 않습니다.
• 정답 여부: 틀림.

4) 미토콘드리아 (Mitochondria)

• 설명: 미토콘드리아는 에너지 생산과 관련된 세포 소기관으로, 내막과 외막의 지질 조성이 다르지만, flippase 활동을 통해 세포막의 비대칭성을 유지하는 역할과는 직접적으로 관련이 없습니다.
• 정답 여부: 틀림.

5) 핵 (Nucleus)

• 설명: 핵은 유전물질 저장 및 전사를 담당하며, 지질 비대칭성 유지와는 직접적인 관련이 없습니다.
• 정답 여부: 틀림.

정답: 1) 골지체

골지체는 flippase, floppase, scramblase와 같은 효소를 통해 세포막의 내외층 지질 비대칭성을 유지하는 주요 세포소기관입니다.

5번

Pyruvate dehydrogenase complex에서 피루브산 분해시 생산되는 물질을 모두 고르시오.

1) ATP

2) CO2

3) NAD+

4) FADH2

5) H+

Pyruvate dehydrogenase complex에서 피루브산 분해 시 생산되는 물질

피루브산 탈수소효소 복합체(Pyruvate Dehydrogenase Complex, PDC)는 피루브산을 아세틸-CoA로 변환하는 과정에서 여러 부산물을 생성합니다. 이 반응은 해당과정(글리콜리시스) 이후, TCA 회로로 넘어가는 데 중요한 단계입니다.

과정 설명:

1. 피루브산(Pyruvate)은 탈탄산화되어 CO₂를 방출합니다.
2. 남은 2탄소 조각은 CoA-SH와 결합하여 아세틸-CoA를 형성합니다.
3. NAD⁺는 이 과정에서 환원되어 NADH를 생성합니다.
4. H⁺ 이온도 부산물로 방출됩니다.

보기 해설:

1. ATP

   • ATP는 이 과정에서 생성되지 않습니다. ATP는 기질수준 인산화나 산화적 인산화를 통해 생성됩니다.
   • 정답 여부: 생성되지 않음.

2. CO₂

   • 탈탄산 반응의 결과로 피루브산에서 탄소 하나가 CO₂로 방출됩니다.
   • 정답 여부: 생성됨.

3. NAD⁺

   • NAD⁺는 환원되어 NADH로 변환됩니다. 따라서 NAD⁺는 반응에서 소모되고 생성되지 않습니다.
   • 정답 여부: 생성되지 않음.

4. FADH₂

   • FADH₂는 PDC에서 생성되지 않습니다. FADH₂는 주로 TCA 회로의 석시네이트 탈수소효소 단계에서 생성됩니다.
   • 정답 여부: 생성되지 않음.

5. H⁺

   • NAD⁺가 NADH로 환원될 때 부산물로 H⁺가 방출됩니다.
   • 정답 여부: 생성됨.

정답:

2) CO₂,   5) H⁺

요약: Pyruvate dehydrogenase complex에서 피루브산은 CO₂와 H⁺를 생성하며, NAD⁺는 환원되어 NADH로 전환됩니다. ATP와 FADH₂는 이 과정에서 생성되지 않습니다.