25 수능 20번과 26 9월 모의고사 20번을 바탕으로 26 수능의 제한 효소 문항을 예상해본다.
25 수능 20번
시험관 I, III, V에서 BamHI과 SacI의 절단 위치가 각각 1개, 2개 존재함을 확인할 수 있다.
이때 V에서 DNA 조각의 염기 수가 14, 18, 20, 24이며 I에서 32, 44이므로 32개인 조각이 SacI에 의해 14개와 18개로, 44개인 조각이 20개와 24개로 나뉘었음을 확인할 수 있다.
이때 III에서 SacI만 넣어줬을 때 14, 20, 42개의 염기를 가지는 조각이 생성되므로 V에서 염기 조각의 순서는 14-18-24-20 또는 20-24-18-14임을 확인할 수 있다.
이때 BamHI의 절단 위치에서 왼쪽 염기가 44개, 오른쪽 염기가 32개일때만 조건을 만족하므로 SacI의 절단 위치를 모두 확정할 수 있고, V에서 염기 조각의 순서는 20-24-18-14이다.
시험관 IV에서 염기가 14, 20, 42개인 조각이 생성되고, XhoI이 인식하는 서열과 SacI이 인식하는 서열이 최대 3개의 염기까지만 겹칠 수 있으므로 IV에서 염기 조각의 순서는 14-42-20인 경우만 조건을 만족한다.
마지막으로 KpnI의 절단 위치로 가능한 곳이 한 곳 존재하므로 각각의 절단 위치를 확정할 수 있다.ㄱ. (가)의 3‘ 말단 염기는 아데닌이다. (X)
ㄴ. II에서 염기 개수가 32개인 DNA 조각이 생성된다. (O)
ㄷ. V에서 생성된 DNA 조각 중 염기 개수가 18개인 조각의 한 쪽 서열은 5‘-GATCCCTCGAGCT-3’, 반대쪽 서열은 5‘-CGAGG-3’이므로 아데닌의 개수는 총 3개이다.
26 9월 모의고사 20번
시험관 I, II, IV에서 BglII와 EcoRI의 절단 위치가 각각 2개, 1개 존재함을 확인할 수 있다.
이때 DNA 조각의 염기 수를 보면 EcoRI에서 32개로 나뉜 조각이 12와 20으로 다시 나뉘고, 34로 나뉜 조각이 16과 18로 나뉨을 확인할 수 있다.
따라서 EcoRI의 절단 위치와 BglII의 절단 위치 사이 염기의 개수가 6개 그리고 8개임을 확인할 수 있다.이때 EcoRI으로 나뉜 조각의 오른쪽의 염기 개수가 32개, 왼쪽이 34개인 경우 조건을 만족하지 않는다.
따라서 EcoRI으로 나뉜 조각의 오른쪽 염기 개수가 34개, 왼쪽 조각의 염기 개수가 32개이다.왼쪽 조각에서 BglII로 잘린 조각의 염기 개수가 12-20의 순서 또는 20-12의 순서로 나타나야 하고, 이때 PstI의 절단 위치가 2개 존재하므로 12-20의 순서인 경우만 조건을 만족한다.
또한 오른쪽 조각에서 염기 조각의 순서 역시 16-18 또는 18-16으로 나타나고, 18-16인 경우 PstI의 절단 위지가 2개가 될 수 없으므로 조건과 어긋난다.
따라서 IV에서 염기 조각의 전체 순서는 12-20-16-18로 나타나야 한다.ㄱ. I에서 염기 개수가 38개인 DNA 조각이 생성된다, (O)
ㄴ. (나)에서 아데닌의 개수는 2개이다. (X)
ㄷ. III에서 생성된 DNA 조각 중 염기 개수가 가장 적은 조각의 한 쪽 서열이 5’-TGCAGATC-3’이고, G+C의 개수는 4개이다. (O)
1. 연계
① 시각적 관점
26 9월 모의고사 20번에서 찾아야 하는 정보는 (가)와 (나)의 염기 서열입니다. 제시된 정보는 첨가한 제한 효소에 따른 생성된 DNA 조각입니다.
25 수능 20번에서 찾아야 하는 정보 역시 (가)와 (나)의 염기 서열이고, 제시된 정보는 첨가한 제한 효소에 따른 생성된 DNA 조각입니다.
➁ 해설적 관점
이때 25 수능 20번에서 시험관 I와 시험관 V를 비교하여 32개의 염기를 가지는 DNA 조각이 14개와 18개, 44개의 염기를 가지는 DNA 조각이 20개와 24개로 나뉘는 것을 가장 처음 확인할 수 있습니다.
26 9월 모의고사 20번 역시 시험관 II에서 생성된 DNA 조각이 각각 12개와 20개, 16개와 18개로 나뉘었음을 확인해야합니다.
이때 (가)와 (나)의 염기 수가 각각 10개 또는 11개 중 하나이므로 EcoR I으로 나뉜 가닥 중 염기 개수가 32개인 가닥이 오른쪽에 위치하는 경우와 왼쪽에 위치하는 경우로 나누어 풀 수 있습니다.
염기 개수가 32개인 가닥이 오른쪽에 위치하는 경우 Bgl II의 절단 위치가 존재하지 않아 염기 개수가 32개인 가닥이 왼쪽에 위치함을 확인할 수 있습니다.
➂ 출제적 관점
염기 서열을 가려서 제한 효소의 인식 부위가 가려진 부위에 총 몇 개가 존재할 것인지, 어떤 것이 존재할 것인지 묻는 문제는 이전부터 빈번하게 제시된 종류의 문항이었습니다.
다만 25 수능 20번과 26 9월 모의고사 20번은 이전과는 달리 (가)와 (나)로 서열의 대부분을 가려 염기의 개수로만 조건을 파악해야 했던 문항이라는 공통점이 있습니다.
2. 해당 문항이 다른 평가원 문항과 달랐던 이유
25 수능 20번에서는 (가)와 (나)의 염기 개수를 모두 12개로 제시하면서 BamH I의 절단 위치에서 경우의 수를 나누어도 되지 않는 반면, 26 9월 모의고사 20번에서는 (가)와 (나)의 염기 개수를 제시하지 않아 경우의 수를 나누어야 한다는 것이 주목할 점입니다.
이전의 제한 효소 문항에서는 염기 개수에 따라 경우의 수를 나누는 문항이 주로 출제되지 않았지만, 새로운 조건을 제시하는 문항이 되었습니다.
제한 효소 문항에서는 3‘ 말단과 5’ 말단을 따지는 경우의 수가 나올 수 없으므로, 지금과 같이 제시된 제한 효소 킬러 문항에서 경우의 수를 나눈다면 가려진 부위의 염기 개수에 따라 경우의 수를 나누는 문제가 출제될 수 있을 것 같습니다.