[2015 EBS 인터넷 수능] 화법과 작문 & 독서와 문법(B)-04강 과학 분야의 글 읽기(DNA 지문 분석법)

[구렛나루]

04강 과학 03

[01~04] 다음 글을 읽고 물음에 답하시오.

유전자 검사에는 ‘DNA 지문’이 이용되고 있다. DNA 지문은 사람의 혈액이나 체액, 모근 등에 서 추출한 DNA를 분석하여 그 결과를 줄무늬로 나타낸 것인데, 이 줄무늬는 지문처럼 개개인이 각각 다른 고유한 모양을 가지므로 DNA 지문이라고 한다. DNA 지문이 개인별로 차이가 나는 이유는 사람의 유전자는 부모로부터 각각 절반씩 물려받으며 DNA 염기 서열의 개인별 특이성이 나타나기 때문이다. 따라서 DNA 지문에는 이에 따른 특징들이 반영되어 있고, 이는 범죄 수사와 친자 확인 과정에서의 의문을 ⓐ푸는 데에 사용되고 있다. 그렇다면 DNA 지문을 어떻게 확인할 수 있는지 알아보자.

DNA 분자는 왼쪽 그림과 같이 세포의 핵 안에 들어 있는 이중 나선 구조의 물질이다. 이는 인산, 당, 염기로 구성된 뉴클레오티드를 기본 단위로 하고 있는데, 이 중 뉴클레오티드의 염기에는 아데닌(A), 구아닌(G), 사이토신(C), 티민(T)이 있으며, 이들 가운데 아데닌(A)은 티민(T)과 그리고 구아닌(G)은 사이토신(C)과 쌍을 이루며 결합한다. 사람의 세포 하나에 들어 있는 뉴클레오티드의 염기쌍 수는 30억 개나 되기 때문에 네 종류의 염기가 결합하는 배열 순서는 무한히 많다. 그래서 개인에 따라 DNA 분자의 염 기 서열 순서가 다르게 나타난다.

유전자 검사에 사용되는 DNA 지문 분석법은 이러한 염기 서열 을 활용한다. 사람의 DNA 중 유전자들 사이에 염기 서열이 여러 번 반복되는 부위가 있는데, 이 반복 서열의 크기는 사람마다 다르다. 따라서 사람의 세포로부터 DNA를 추출해 오른쪽 그림과 같이 DNA 가닥에서 염기 서열의 특정한 배열을 인식하여 잘라 주는 제한 효소로 염기 서열 반복 부위를 잘라주면 잘린 DNA 절편의 크기는 다양하게 나타난다.

DNA 지문을 확인하기 위해서는 이렇게 잘린 DNA 절편들 을 크기에 따라 분리해야 하는데, 이렇게 하기 위해서는 DNA 절편들이 담긴 용액에 전기장을 걸어 주는 과정이 필요하다. 왜냐하면 DNA 절편들은 전기적으로 (-)를 띠고 있어 DNA 절편들을 추출한 용액의 양쪽에 전극을 꽂고 전기장을 걸어 주면 음전하를 띠고 있는 DNA 절편들은 (+)극 쪽으로 이동해 가는데, 이때 그 크기에 따라 이동 속도가 다르므로 DNA 절편들을 분리해 낼 수 있기 때문이다. 그런데 이때 단순히 전기장만을 걸어 주면 전기장을 걸어 준 용액 속의 DNA 절편들은 크기에 상관 없이 매우 빠르게 이동하기 때문에 DNA 절편들을 크기에 따라 분리해 내는 것이 불가능하다. 따라서 DNA 절편들이 움직이는 속도를 늦추기 위해서 겔(gel) 속을 통과하도록 하는 방법을 이용 한다. ‘겔’이란 젤리나 묵 같은 상태의, 액체를 머금고 있는 반고체 상태의 물질이다. 이 방식은 DNA 절편들이 겔을 통과할 때, 그 크기에 따라 속도가 달라지는 현상을 이용해 DNA 절편들을 크기에 따라 분리하는 방법이다. 이 방법을 활용하면 크기가 작은 DNA 절편은 미세 통로들을 재빠르게 빠져나오지만, 크기가 큰 DNA 절편은 이를 빠져나오는 데 더 많은 시간이 소요되므로 여 러 크기가 섞인 DNA 절편들을 크기별로 분리해 낼 수 있다.

이러한 방법으로 DNA 절편들을 크기에 따라 분리해 나타낸 것이 바로 ‘DNA 지문’이다. 그리 고 이 DNA 지문에 방사능 물질을 바른 다음에 X선 촬영을 하면 DNA 지문이 바코드처럼 나타나는데, 이렇게 바코드처럼 나타난 띠는 사람마다 다르기 때문에 개인을 식별할 수 있다. 친자 확인 의 경우, 자손은 부모의 유전자를 물려받으므로 바코드처럼 나타난 띠를 분석해 보면 친자는 부 모에게 있는 띠가 나타나고, 친자가 아닌 경우에는 부모에게 없는 띠도 나타나게 되어 친자 여부를 알 수 있다.

01 윗글의 표제와 부제로 가장 적절한 것은?

① DNA의 구조와 명칭 - 뉴클레오티드 쌍을 중심으로

② DNA 분자의 염기 배열 순서 - 제한 효소의 기능을 중심으로

③ DNA 지문의 정확성 - 범죄 수사와 친자 확인 사례를 중심으로

④ DNA 지문을 확인하는 방법 - 전기장과 겔을 이용하는 방법을 중심으로

⑤ DNA 지문이 개인별로 차이가 나는 이유 - 부모로부터 받는 유전자의 차이를 중심으로

02 윗글을 바탕으로 <보기>를 이해한 내용으로 적절하지 않은 것은?

<보기>

A: 겔상의 홈에 주입한 DNA 절편을 추출한 용액

B: 겔 속의 DNA 절편의 이동

C: 겔

① A 속의 DNA 절편들의 크기는 사람마다 다르다.

② A 속의 DNA 절편들만을 가지고는 DNA 지문을 확인할 수 없다.

③ B는 DNA 절편들이 가지고 있는 전기적 성질에 기인한다.

④ B 과정에서 DNA 절편들의 크기와 이동 속도는 비례한다.

⑤ DNA 절편들을 C에 통과시키는 이유는 그 속도를 늦추기 위함이다.

03 <보기>는 부모와 친자로 추정되는 사람을 포함한 4명의 DNA 지문을 가상으로 나타낸 것이다. 부 모와 친자의 DNA 지문을 짝지은 것으로 적절한 것은?

<보기>

	부모		친자
①	가, 나		다
②	가, 나		라
③	나, 다		라
④	다, 라		가
⑤	가, 라		나

04 ⓐ의 문맥적 의미와 가장 가까운 것은?

① 그가 사과를 해서 화를 풀기로 했다.

② 누나는 바느질을 하기 위해 실타래를 풀었다.

③ 친구는 여행의 피로를 온천욕을 하면서 풀었다.

④ 그는 어려운 용어를 알아듣기 쉽게 풀어서 설명했다.

⑤ 누군가 회사 컴퓨터에서 암호를 풀고 비밀문서를 복사해 갔다.

도움자료

[2015 EBS 인터넷 수능]

화법과 작문 & 독서와 문법 - B

과학 03 01 ④ 02 ④ 03 ② 04 ⑤

■ ‘DNA 지문 분석법’

DNA 지문은 사람에 따라 다르게 나타나는 손가락 지문에 빗대어 붙여진 이름이다. 사람은 부모로부터 유전자를 각각 절반씩 물려받기 때문에 DNA 지문에는 이에 따른 특징들이 반영되어 있다. DNA 지문은 DNA 염기 서열의 개인별 특이성을 이용하는 것인데, 세포로부터 DNA를 추출해 염기 서열 반복 부위를 DNA 가닥에서 염기 서열의 특정한 배열을 인식하여 잘라주는 제한 효소로 잘라 주면 잘린 DNA 절편의 크기는 다양하게 나타난다. DNA 지문은 이러한 DNA 절편들을 겔을 이용한 전기적 방법을 활용해 크기에 따라 분리한 후 방사선 처리를 하여 확인할 수 있다.

전기장과 겔을 이용하는 방법을 중심으로 DNA 지문을 확인하는 방법

1문단: DNA 지문의 개념과 활용 분야

2문단: DNA의 구조와 무한한 염기 배열 순서

3문단: 제한 효소에 잘려 다양하게 나타나는 DNA 절편의 크기

4문단: DNA 절편들을 크기별로 분리하는 방법

5문단: DNA 지문을 활용하여 친자를 식별하는 방법

01 세부 정보, 핵심 정보 파악 ④

④ 확인 DNA 지문을 확인하는 방법 - 전기장과 겔을 이용하는 방법을 중심으로

표제는 글 전체의 내용을 포괄할 수 있어야 하고 부제는 표제에 대한 보다 구체적인 정보를 함의하는 것이어야 한다. 이 글은 DNA 지문을 확인하는 방법을 전기장과 겔을 이용하는 방법을 중심으로 설명하고 있으므로 ④가 표제와 부제로서 가장 적절하다.

① 확인 DNA의 구조와 명칭

DNA의 구조와 명칭이라는 표제로 이 글 전체의 내용을 포괄할 수 없고 이 글에서 뉴클레오티드 쌍을 중심으로 다루고 있지 않다.

② 확인 DNA 분자의 염기 배열 순서

DNA 분자의 염기 배열 순서는 이 글의 부분적인 내용이며, 이 글에서 중심으로 다루고 있는 내용이 제한 효소의 기능도 아니다.

③ 확인 DNA 지문의 정확성

DNA 지문의 정확성이라는 표제로 이 글 전체의 내용을 포괄할 수 없고 이 글에서 중심으로 다루고 있는 내용이 범죄 수사와 친자 확인 사례도 아니다.

⑤ 확인 DNA 지문이 개인별로 차이가 나는 이유

DNA 지문이 개인별로 차이가 나는 이유는 이 글의 부분적인 내용이며, 이 글에서 중심으로 다루고 있는 내용이 부모로부터 받는 유전자의 차이도 아니다.

02 세부 내용 추론 ④

④ 확인 DNA 절편들의 크기와 이동 속도는 비례

4문단의 내용에 따르면 겔 속에서 크기가 작은 DNA 절편은 미세 통로들을 재빠르게 빠져나오지만, 크기가 큰 DNA 절편은 이를 빠져나오는 데 더 많은 시간이 소요되므로 겔 속을 이동하는 DNA 절편들의 크기와 이동 속도는 반비례한다.

① 확인 DNA 절편들의 크기는 사람마다 다름

3문단의 내용에 따르면 사람의 DNA 중 유전자들 사이에 염기 서열이 여러 번 반복되는 반복 서열의 크기는 사람마다 다르다. 따라서 사람의 세포로부터 DNA를 추출해 염기 서열 반복 부위를 제한 효소로 잘라 주면 잘린 DNA 절편의 크기는 사람마다 다양하게 나타난다.

② 확인 DNA 절편들만을 가지고는 DNA 지문을 확인할 수 없음

4문단의 내용에 따르면 DNA 지문을 확인하기 위해서는 잘려진 DNA 절편들을 크기에 따라 분리해야 하므로 DNA 절편들만을 가지고는 DNA 지문을 확인할 수 없다.

③ 확인 DNA 절편들이 가지고 있는 전기적 성질에 기인

4문단의 내용, ‘DNA 절편들은 전기적으로 (-)를 띠고 있어 DNA 절편들을 추출한 용액의 양쪽에 전극을 꽂고 전기장을 걸어 주면 음전하를 띠고 있는 DNA 절편들은 (+)극 쪽으로 이동해’ 간다는 것을 통해 확인할 수 있다.

⑤ 확인 DNA 절편들을 C에 통과시키는 이유는 그 속도를 늦추기 위함

4문단의 내용, ‘단순히 전기장만을 걸어 주면 전기장을 걸어준 용액 속의 DNA 절편들은 크기에 상관없이 매우 빠르게 이동하기 때문에 DNA 절편들을 크기에 따라 분리해 내는 것이 불가능하다. 따라서 DNA 절편들이 움직이는 속도를 늦추기 위해서 겔(gel) 속을 통과하도록 하는 방법을 이용한다.’를 통해 확인할 수 있다.

03 구체적 상황에 적용하기 ②

② 확인 친자일 경우의 DNA 지문의 줄무늬

‘가, 나’가 부모이고 ‘라’가 친자일 경우만 ‘라’에 부모에게 있는 띠가 나타나고, 다른 선지는 부모에게 없는 띠가 친자에게 나타나므로 ②가 적절함을 알 수 있다.

①, ③, ④, ⑤ 확인 친자가 아닐 경우의 DNA 지문의 줄무늬‘가, 나’가 부모이고 ‘라’가 친자일 경우만 ‘라’에 부모에게 있는 띠가 나타나므로 ①, ③, ④, ⑤의 부모와 친자 분류는 적절하지 않다.

04 어휘의 문맥적 의미 파악 ⑤

⑤ 확인 누군가 회사 컴퓨터에서 암호를 풀고 비밀문서를 복사해 갔다.

ⓐ의 문맥적 의미는 ‘모르거나 복잡한 문제 따위를 알아내거나 해결하다.’의 의미이므로 ⑤가 적절함을 알 수 있다.

① 확인 그가 사과를 해서 화를 풀기로 했다.

‘일어난 감정 따위를 누그러뜨리다.’의 의미이다.

② 확인 누나는 바느질을 하기 위해 실타래를 풀었다.

‘묶이거나 감기거나 얽히거나 합쳐진 것 따위를 그렇지 아니한 상태로 되게 하다.’의 의미이다.

③ 확인 친구는 여행의 피로를 온천욕을 하면서 풀었다.

‘피로나 독기 따위를 없어지게 하다.’의 의미이다.

④ 확인 그는 어려운 용어를 알아듣기 쉽게 풀어서 설명했다.

‘어려운 것을 알기 쉽게 바꾸다.’의 의미이다.