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생명과학II
DNA 복제
2022학년도 6월 평가원 생명과학 II 16번 '샤가프의 법칙' 풀이
2021-06-06, 20:27 | HoonKun
2022학년도 6월 평가원 생명과학 II 16번 '샤가프의 법칙' 풀이

항상 드는 생각이지만 그냥 풀면 재미있는데 이런걸 시험시간에 풀고있으려면 괴로울 것 같다...

 
 

서론

6월 평가원은 전범위가 아니다. 그래서 생물 다양성이나 집단유전 등에 대한 내용은 없었다.
그래도 제일 재미있는 코돈이나 DNA 복제는 범위 안에 들어가니 다행인 것 같다. 집단유전 그건 그냥 수II잖아
 
암튼, 손풀이는 위에 대문짝만하게 걸려있는 이미지를 확인하자.
이번에는 최대한 간략하게 정리해보려고 한다. 가능할지는 모르겠지만
 

본론

이번 문제도 그냥 풀려고만 한다면 어려운 부분이 없다. 이걸 시험 시간 안에 풀어야한다는게 어려울 뿐이다.
다음과 같은 과정을 통해 풀 수 있다.

  1. 왼쪽이 I일 때, II일 때의 각 상황을 가정한다.
  2. 마지막 조건으로부터 I과 w 사이의 G-C 결합과 A-T(U) 결합의 수를 구한다.
  3. 1번 과정의 두 상황에서 마지막 조건을 만족시킬 수 없는 상황을 배제하고 ㉠, ㉡을 구한다.
  4. 5번째 조건을 사용하여 I가 먼저 합성되었는지 II가 먼저 합성되었는지(프라이머의 위치와 함께) 확인한다.

 
각 과정을 최대한 빠르고 간략하게 살펴보자.
 

어디가 I이고 II일까요?

문제를 보면 주어진 염기서열이 가닥 I과 가닥 II로 남는 염기 없이 완전히 분리된다.
따라서 왼쪽이 어느 가닥인지 확인해야한다.
12-13 사이에 선 하나, 14-15 사이에 선 하나를 그어보자.
 

마지막 조건

수소 결합 수에서 전체 염기 수를 2배한 것을 빼면 나오는 것이 G-C 결합 수가 되기 때문에,
29 - 12 * 2 = 5 이므로 가닥 I와 w 사이에서 G-C 결합 수가 5이고, 전체 결합 수가 12이므로 A-T 결합 수가 7임을 알 수 있다.

이제 염기서열에서 G와 C에 모두 동그라미를 치고, 오른쪽이 I라고 가정해보자.

CATGAA㉠㉠㉠㉡CGTG | CGG㉠㉡㉠㉡AGATG

오른쪽이 I라면 이미 C-G 결합이 5개 있으므로 ㉠, ㉡이 A와 T중 각 하나가 된다. 그런데 이러면 'II는 퓨린 계열 염기의 수가 3개' 라는 조건에 위배된다(II가 퓨린이므로 주어진 염기서열에서 피리미딘 염기를 찾자).

CATGAA㉠㉠㉠㉡CG | TGCGG㉠㉡㉠㉡AGATG

따라서 왼쪽이 I이다. 그래서 오른쪽이 II가 되고, 주어진 서열의 오른쪽 14염기에 이미 피리미딘 계열의 염기가 3개 있으므로 ㉠, ㉡는 모두 퓨린 계열 염기가 된다.

CATGAA㉠㉠㉠㉡CG | TGCGG㉠㉡㉠㉡AGATG

이 때 주어진 서열의 왼쪽 12 염기를 보면 G-C 결합이 5개 있어야 하며 기호를 제외하고 4개가 있다. 따라서 하나 뿐인 ㉡이 G가 되고 ㉠은 A가 된다.

프라이머

이제 프라이머의 위치를 찾자.
I, II에 연결된 프라이머 모두 4개의 염기로 이루어지고 U의 수가 모두 1이라고 하였는데, II가 먼저 합성되었다면 II에 연결된 프라이머에 U가 없게 되어 모순이 발생한다.

따라서 I가 먼저 합성되었다.

BOGI를 보자

  • I에서 퓨린계열 염기의 수는 주어진 서열의 왼쪽 12 염기 중 피리미딘 계열 염기의 수와 같으므로, 3개가 맞다. (O)
  • I가 먼저 합성되었다. (X)
  • ㉡은 G였다. (X)  

후기

솔직히 미친 난이도를 자랑하는 수능 문제에 비하면 정말이지 할만한? 문제인 것 같다(아마?).
풀이에 막힘이 없고 논리적인 추론도 복잡하게는 필요하지 않다.

수능에서도 이런 문제만 나오면... 등급컷이 50점이겠지. 현역 고3들은 정말 무서운 것이에요...

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