25 9월 모의고사 19번과 25 수능 18번을 바탕으로 2025학년도에 출제된 코돈 문제의 출제 경향을 살펴본다.
25′ 9월 모의고사 19번
Z는 7개의 아미노산으로 구성되므로 총 24개의 염기로 구성된 염기 서열에 의해 암호화된다.
이때 y에서 결실이 일어날 때 암호화되지 않는 부위에서 결실이 일어났다면 X, Y, Z의 아미노산 서열이 모두 같다. 이는 조건과 어긋남을 확인할 수 있다.따라서 Y는 총 27개의 염기로 구성된 염기 서열에 의해 암호화되었고, 여기서 x에서 6개의 연속된 염기가 결실된 것이 y이므로 총 33개의 염기 또는 27개의 염기에 의해 암호화된다.
33개인 경우 제시된 가닥에서 개시 코돈 또는 종결 코돈이 6개의 염기를 사이에 두고 한 쌍 존재해야 하는데, 이는 서열에서 찾을 수 없다.
27개의 염기에 의해 암호화되는 경우 x에서 개시 코돈과 종결 코돈의 위치를 찾아볼 수 있다.이때 제시된 가닥이 전사 비주형 가닥이면 ㉠은 T, ㉡은 G, ㉢은 A. ㉣은 C인 경우 개시 코돈과 종결 코돈의 위치가 맞고, 이때 X의 세 번째 아미노산과 네 번째 아미노산이 달라 조건과 어긋난다.
따라서 제시된 가닥은 전사 주형 가닥이고, ⓐ가 3‘ 말단, ⓑ가 5’ 말단, ㉠은 T, ㉡은 C, ㉢은 A, ㉣은 G이다.ㄱ. ㉣은 구아닌이다. (O)
ㄴ. ㉮에는 타이민이 1개 있다. (X)
ㄷ. Z는 클루탐산을 갖지 않는다. (X)
25 수능 18번
X는 8개 아미노산으로 구성되므로 총 27개의 염기로 구성된 염기 서열에 의해 암호화된다.
이때 제시된 가닥이 35개의 염기로 구성되므로 암호화에 참여하지 않는 염기는 총 8개임을 알 수 있고, 3‘ 말단과 5’ 말단으로부터 8개의 염기 이내에 개시 코돈이 위치함을 알 수 있다.
이제 제시된 염기 서열이 비주형 가닥인 경우와 주형 가닥인 경우를 각각 나누어볼 수 있다.비주형 가닥인 경우 연속된 2개의 동일한 염기가 결실되었을 때 아이소류신이 존재할 수 없고, 조건과 어긋난다. 따라서 제시된 염기 서열은 주형 가닥이다.
이때 3‘-TAC 또는 5’-ATG를 모두 찾아보면 3‘ 말단으로부터 5개 떨어진 위치에 3’-TAC가 존재한다.
이때 결실이 일어날 수 있는 부위는 ㉣㉣과 ㉡㉡ 뿐이다.
두 경우 모두 y에서 종결 코돈이 3‘-㉡㉣T와 상보적인 3’-㉡‘㉣’A이므로 ㉡은 A, ㉣은 C 또는 T임을 알 수 있다. 이때 Y에 아이소류신이 존재하는 경우를 찾으면 ㉡이 A, ㉣이 C, ㉠이 G, ㉢이 T이다.ㄱ. ㉣은 사이토신이다 (O)
ㄴ. ⓐ는 세린이다. (X)
ㄷ. X의 합성에 이용된 종결 코돈은 UAG, Y의 합성에 이용된 종결 코돈은 UGA이다. (X)
1. 연계
① 시각적 관점
25 수능 18번은 25 9월 모의고사 19번을 연계하여 출제된 문항이었습니다.
문제를 처음 보았을 때 주어진 정보와 알아내야 할 정보를 정리해보면, 25 수능 18번에서와 25 9월 모의고사 19번에서 모두 ㉠~㉣로 가려진 DNA 이중 가닥 중 한 가닥을 제시한 것을 확인할 수 있습니다.
이후 확인해야하는 정보 역시 25 수능 18번과 25 9월 모의고사 19번에서 유사합니다.
25 수능 18번에서는 X의 아미노산 ⓐ는 Y에서 아이소류신으로 바뀐다, X는 8개의 아미노산으로 구성되고, Y는 5개의 아미노산으로 구성된다와 같이 아미노산 서열에 대한 정보를 제공합니다.
25 9월 모의고사 19번에서도 X의 세 번째 아미노산과 네 번째 아미노산은 같다, X와 Y의 아미노산 서열은 동일하다, Z는 7개의 아미노산으로 구성된다와 같이 아미노산 서열에 대한 정보를 제공했음을 확인할 수 있습니다.
➁ 해설적 관점
풀이과정의 첫 단계를 보면, 25 9월 모의고사 19번에서 Z는 7개의 아미노산으로 구성되므로 총 24개의 염기가 z에서 전사된 mRNA의 번역에 참여함을 알 수 있습니다.
이때 x가 41개의 염기로 구성되고, 결실된 총 염기의 개수가 9개이므로 z에서 전사 mRNA 서열에서 8개의 염기가 번역에 참여하지 않고, 이를 통해 개시 코돈의 위치를 경우의 수로 나눠볼 수 있습니다.
X의 세 번째 아미노산과 네 번째 아미노산이 동일함에서 ㉠~㉣을 결정할 수 있습니다.
25 수능 18번의 풀이과정에서 같은 방식을 적용해보면 x로부터 전사되는 mRNA 가닥은 35개의 염기로 구성되고, X가 8개의 아미노산으로 구성되므로 총 27개의 염기가 번역에 참여함을 알 수 있습니다.
따라서 mRNA 서열에서 8개의 염기가 번역에 참여하지 않고, 주어진 가닥이 전사 주형 가닥인 경우와 비주형 가닥인 경우로 나눠볼 수 있습니다.
각 경우에서 연속된 2개의 동일한 염기가 결실될 수 있는 위치를 찾아 ㉠~㉣을 결정할 수 있고, 이때 주어진 가닥이 주형 가닥일 때에만 조건을 만족함을 확인할 수 있습니다.
➂ 출제적 관점
두 문제 모두 제시된 가닥에서 개시 코돈이 위치할 수 있는 곳의 범위를 찾아내고, 이를 통해 주어진 가닥이 전사 주형 가닥인지 또는 비주형 가닥인지 확인해야 합니다.
각각의 경우에서 ㉠~㉣을 결정하게 되면 각 단백질의 아미노산 서열 조건에서 틀린 경우의 수를 찾아낼 수 있습니다
2. 해당 문항이 다른 평가원 문항과 달랐던 이유
코돈 문항에서 2023년 평가원의 트렌드는 아미노산 서열을 확인하여 제시되지 않은 전사 주형 가닥의 서열을 역추적하는 것이었고, 2024년에는 전사 주형 가닥의 서열을 제시하여 조건에 따라 맞추는 것이 트렌드였다고 할 수 있습니다.
이후 다양한 조건을 제시하는 과정에서 2025학년도 9월 19번에 출제된 코돈 문항은 서열의 일부를 ㉠~㉣로 가려 각각이 A, C, G, T 중 무엇에 대응 되는지 확인하여 전체 염기 서열을 확인하는 것이었습니다.
이처럼 코돈 문항에서 이전에 사용되지 않았던 새로운 조건을 제시함으로써 이전과는 다른 방식으로 코돈 문항을 접근할 필요가 있습니다.
새로운 조건이 제시되는 경우에는 필연적으로 수능에서의 심화 연계 가능성을 염두에 두고 분석할 필요가 있겠습니다.