[EBS 올림포스 독서] (과학) '진화 유도의 기술'- 기출, 변형 20문제!

 

다음 글을 읽고 물음에 답하시오.

 

ⓐ효소라면 흔히 잘 알고 있는 아밀레이스를 예로 들 수 있다. 밥을 씹으면 침 속의 아밀레이스가 밥 속에 들어 있는 녹말을 소화하기 쉽도록 작은 크기의 당으로 분해한다. 세제에 들어 있는 효소도 옷에 묻은 때 중에서 녹말을 잘게 자른다. 본격적인 세탁을 하기 전에 미리 잘라서 세탁이 잘 되도록 하는 것이다. 효소는 일을 하는 물질이다. 즉 모든 생물체 내에서 일을 하는 수천 가지의 반응을 모두 효소가 한다. 예를 들어 우리가 밥을 먹으면 당이 되어서 세포까지 들어가고 에너지를 내는 과정도 이런 효소들이 하는 일이다. 녹말을 잘게 자르는 효소, 세포 내로 끌고 들어가는 효소, 당을 분해시켜 열을 내는 효소 등 모든 일을 효소가 하는 것이다. 즉 효소는 생명을 유지하는 가장 중요한 일꾼이다.

 

 

 

세포는 효소의 집합체라고 할 수 있다. 결국 사람과 사람의 차이는 유전자의 차이이고, 효소는 유전 정보가 있는 유전자에서 만들어지므로 효소 차이란 이야기가 된다. 효소는 일종의 조개껍질 목걸이에 비유할 수 있다. 바닷가에서 주운 수많은 조개껍질을 모아서 줄에 하나하나 걸면 예쁜 조개껍질 목걸이가 된다. 이때 목걸이에 걸 수 있는 조개껍질 하나하나는 아미노산이라고 부르는 물질들인데 종류는 20개이다. 그러므로 목걸이의 종류는 결국 조개껍질의 순서인 아미노산의 순서를 어떻게 정하느냐에 달려 있다. 만약 껍질이 5개 달려 있는 목걸이라면 그 종류는, 첫 번째에 20개 가능성, 두 번째에도 20개 가능성……. 이렇게 해서 5개를 다 채우면 무려 20×20×20×20×20=3,200,000개라는 엄청난 숫자가 된다. 그러므로 간단하다고 생각했던 효소는 실은 100개 정도의 아미노산으로 이루어져 있어서 효소를 이룰 수 있는 가능성의 숫자는 상상을 초월하는 것이 된다.

- 이하 생략 -

 

 

 

[해설]

진화 유도 기술

{해제}

이 글은 효소의 특징을 설명하고, 유전자에서 만들어지는 효소를 인위적으로 진화하기 위한 방법으로 ‘중합 효소 연쇄 반응’이라는 방법을 소개하는 글이다. 세포는 효소의 집합체라고 할 수있고, 효소는 유전 정보가 있는 유전자에서 만들어진다. 보통 효소보다 낮은 온도에서 작용하는 저온 효소는 유전자 복제 과정에서 우연히 일어난 돌연변이 중에 오랜 시간을 거쳐 낮은 온도에 적응한 효소를 지닌 생물체가 살아남아 진화한 것이다. 이러한 진화의 원리를 빨리 진행시키기 위해 원하는 DNA를 많이 복제할 수 있는 중합 효소 연쇄 반응을 이용한다. 이 방법은 오랜 시간 동안 이루어지는 진화의 과정을 빠른 시간 내에 이루어지도록 하기 위해, 수 없이 많은 DNA 복제 과정을 반복하고 이 과정에서 일어나는 돌연변이를 통해 원하는 작용을 하는 효소를 얻으려는 것이다. 이러한 진화 모방 기술은 미생물이 빨리 자라기 때문에 미생물에서 쉽게 생산할 수 있는 효소 등을 대상으로 이루어진다. 이러한 원리를 동물에게 적용하면 다른 환경에서도 적응할 수 있도록 변화시킬 수 있을 것이다.

{주제} 중합 효소 연쇄 반응 방법을 이용한 진화 유도 기술

 

 

 

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