정답
(ㄱ) G1 단계, (ㄴ) G0 단계, (ㄷ) 사이클린 D이다.
출제 의도
마이토젠이 작용하는 세포주기 조절 지점을 이해하고, Cdk–사이클린 복합체에 의한 Rb 단백질의 인산화(불활성화)가 전사 조절과 세포주기 진행(G1 → S)에 어떻게 연결되는지를 종합적으로 설명할 수 있는지를 평가한다.
풀이 과정
포유류 세포는 마이토젠 자극이 있을 때 세포주기를 진행한다. 마이토젠 자극이 부족하면 세포는 G1 단계에서 다음 단계로 넘어가지 못하고 정지한다. 이 상태가 장기간 지속되면 세포는 세포주기에서 이탈하여 휴지기인 G0 단계로 들어간다. 따라서 (ㄱ)은 G1 단계, (ㄴ)은 G0 단계이다.
그림에서 밑줄 친 (ㄷ)은 활성화된 Cdk 4, 6과 결합하는 사이클린을 의미한다. G1 단계에서 마이토젠 자극에 의해 발현·활성화되어 Cdk4/6과 복합체를 형성하는 사이클린은 사이클린 D이다. 따라서 (ㄷ)에서 (a)에 해당하는 사이클린은 사이클린 D이다.
마이토젠이 수용체에 결합하면 세포 내 신호전달 경로가 활성화되어 사이클린 D의 발현이 증가한다. 사이클린 D는 Cdk4/6과 결합하여 활성화된 Cdk–사이클린 복합체를 형성하고, 이 복합체는 Rb 단백질을 인산화하여 불활성화한다.
활성 상태의 Rb 단백질은 전사조절인자(E2F 등)에 결합하여 S 단계 진입에 필요한 유전자의 전사를 억제한다. 그러나 Rb 단백질이 인산화되어 불활성화되면 전사조절인자가 Rb로부터 해리되어 활성화되고, 그 결과 DNA 합성에 필요한 유전자들의 전사가 촉진된다. 이로써 세포는 G1 단계를 지나 S 단계로 진입하게 된다.
<풀이가 부정확할 수 있으니 반드시 교차검증 확인 바랍니다.>