Sức Khỏe 

Vì sao ADN có tính đặc thù và đa dạng?

Trong khoa học nghiên cứu về sinh học di truyền, ADN đóng vai trò quan trọng để tìm hiểu về tiến hóa, sinh trưởng phát triển và đa dạng loài. Vì sao ADN có tính đặc thù và đa dạng? Bạn đã từng thắc mắc và đặt ra câu hỏi này chưa? Theo dõi bài viết dưới đây để có câu trả lời chính xác nhất cho mình. 

Đặc điểm cấu tạo của phân tử ADN

Trước khi trả lời câu hỏi vì sao ADN có tính đặc thù và đa dạng, bạn hãy tìm hiểu những thông tin chung nhất về phân tử ADN dưới đây. Có thể sau khi theo dõi phần này, bạn đã có câu trả lời riêng cho mình mà không cần tham khảo bất kỳ giải đáp nào.

Mô phỏng cấu trúc không gian của phân tử ADN

Thành phần hóa học tạo nên phân tử ADN

ADN là một loại axit nucleic xuất hiện trong nhân tế bào, ngoài ra, phân tử này có thể xuất hiện trong ti thể và lục lạp. Với cấu trúc đại phân tử và đa phân, ADN có khối lượng và kích thước lớn. Mỗi phân tử ADN gồm rất nhiều đơn phân, được gọi là các nucleotit. 

Các nguyên tố hóa học tạo nên phân tử ADN gồm Cacbon (C), Hidro (H), Oxy (O), Photpho (P) và Nitơ. Các nuclêôtit, đơn phân của ADN gồm 3 thành phần chính, cụ thể:

  • Đường đêôxiribôzơ
  • Axit photphoric
  • Bazơ nitơ: Adenin, Timin, Guanin và Xitozin.
Các bazơ nitơ có trong cấu trúc phân tử của ADN

Các đơn phân của ADN có thành phần gần như giống nhau, điểm khác biệt duy nhất nằm ở các bazơ nitơ. Vì vậy, người ta thường gọi tên nucleotit theo tên của bazo nito. 

Trong một nucleotit, nhóm photphat liên kết este với đường C5H10O4 tại vị trí C5. Cùng với đó, gốc bazơ nitơ liên kết với đường C5H10O4 tại vị trí đường C1 tạo thành một đơn phân hoàn chỉnh của phân tử ADN. 

Sự liên kết giữa các chất trong một đơn phân của ADN

Cấu trúc đại phân tử ADN

ADN là một chuỗi xoắn kép gồm hai mạch xoắn đều quanh một trục theo ngược chiều kim đồng hồ. Mỗi vòng xoắn có 10 cặp Nu, độ dài mỗi vòng là 34A, đường kính 20A. 

Mỗi vòng xoắn của ADN có độ dài và đường kính cụ thể

Trong một mạch đơn, các Nucleotit liên kết với nhau thông qua liên kết hóa trị. Cụ thể gốc H3PO4 (axit photphoric) liên kết với đường deoxiribozo của đơn phân tiếp theo tại vị trí C5.  Liên kết này được gọi là liên kết photphodieste, vì H3PO4 đã kết nối hai nucleotit với nhau thông qua liên kết với hai đường trong đơn phân. 

Liên kết giữa hai mạch đơn của phân tử ADN là liên kết Hidro. Mối liên kết này được thực hiện giữa hai cặp bazơ nitơ thuộc hai mạch của phân tử ADN, được thực hiện theo nguyên tắc bổ sung (A – T, G – X). Trong đó, A – T cần 2 liên kết hydro, G – X cần 3 liên kết hydro.

Hai mạch đơn của phân tử ADN liên kết với nhau bằng nguyên tắc bổ sung

Với nguyên tắc này, khi biết trình tự nucleotit của một mạch, người ta sẽ xác định được trình tự trong mạch còn lại. Cùng với đó, các loài sinh vật có số lượng từng Nucleotit ổn định cho từng loài. Vì vậy, tỉ lệ (A+T)/(G+X) là hằng số đối với mỗi loài.  

ADN và thông tin về mã di truyền

Mã di truyền là yếu tố quy định về trình từ các axit amin trong cơ thể sinh vật. Axit amin là thành phần cấu tạo của các protein. Như vậy, phân tử ADN ảnh hưởng như thế nào đến mã di truyền? Chúng ta đã biết tồn tại bốn loại nuclêôtit là A, T, G, X. trong các phân tử ADN Trong khi đó, trong protein số lượng axit amin lên đến 20 loại. 

Theo kết quả nghiên cứu thực nghiệm, các nhà khoa học đã nhận thấy cứ ba nucleotit đứng cạnh nhau sẽ tạo thành một axit amin trong phân tử protein. Quá trình này được thực hiện thông qua phiên mã và dịch mã nhờ hệ thống mARN. Từ đó có thấy rằng, trình tự sắp xếp của các nucleotit trên phân tử ADN chính là yếu tố chứa đựng thông tin di truyền trong cơ thể sinh vật. 

Quá trình tổng hợp axit amin từ thông tin di truyền của mARN

Quá trình nhân đôi ADN

Các nuclêôtit trên ADN quy định thông tin nuclêôtit trên ARN, từ đó, quyết định trình tự axit amin trong protein. Mà phân tử protein có chức năng đa dạng nhất và ảnh hưởng đến cơ thể sống của con người. Vì vậy, ADN đóng vai trò quan trọng trong sinh vật học. 

Quá trình nhân đôi diễn ra tại chu kỳ trung gian ở pha S đối với sinh vật nhân thực. Với sinh vật nhân sơ, quá trình này diễn ra ngoài tế bào chất. Sau khi kết thúc quá trình này, từ một ADN mẹ ban đầu tạo ra 2 ADN con giống nhau và giống y hệt mẹ. Nhờ kết quả này mà các thông tin di truyền được ổn định qua nhiều thế hệ.
Đọc thêm: Giá thử adn hà nội

Kết quả của quá trình nhân đôi ADN

Với sinh vật nhân sơ, do có cấu trúc đơn giản, quá trình nhân đôi chỉ xảy ra ở một điểm. Tuy nhiên, với sinh vật nhân thực, cấu trúc tế bào phức tạp hơn do đó, có nhiều đơn vị tái bản (nhân đôi) khác nhau. 

Để tham gia vào một chu trình nhân đôi này, thành phần các chất tham gia gồm, ADN mẹ, các enzym hỗ trợ, các nucleotit tự do ngoài môi trường và năng lượng. Khi bắt đầu tham gia tái bản, các ADN được tháo xoắn nhờ vào enzym tháo xoắn, tách dần liên kết giữa hai mạch của ADN để lộ mạch đơn tạo chạc chữ Y. Trong đó, một mạch có chiều 3’ – 5’; mạch còn lại chạy theo chiều 5’ – 3’.

ADN tháo xoắn lộ hai mạch đơn theo chạc chữ Y

Tiếp theo đó, các enzym ADN polimeraza liên kết nucleotit trong môi trường tự do với mạch đơn của khuôn theo nguyên tắc bổ sung. Vì việc tổng hợp này chỉ được thực hiện theo chiều từ 5’ – 3’, do đó, với mạch gốc 3’ – 5’, việc tổng hợp thực hiện liên tục. Với mạch gốc 5’ – 3’, để đảm bảo thực hiện được nguyên tắc tổng hợp mạch mới theo chiều 5’ – 3’, các mạch mới tổng hợp đứt đoạn.

Các đoạn ngắn này được nghiên cứu và tìm ra bởi nhà khoa học Tsuneko Okazaki vì vậy, chúng được đặt tên Okazaki theo người đã phát hiện ra chúng. Các đoạn này sẽ được nối lại với nhau nhờ enzim ligaza.   

Các đoạn Okazaki được nối với nhau qua enzym ligaza

Các mạch mới hoàn tất việc tổng hợp đến đâu thì hai mạch đơn của ADN mẹ sẽ đóng xoắn. Như vậy, sau khi kết thúc quá trình, hai ADN con được tạo thành.

Vì sao ADN có tính đặc thù và đa dạng?

Với những kiến thức đã chia sẻ ở trên, có lẽ bạn đã có câu trả lời chính xác đối với câu hỏi vì sao ADN có tính đặc thù và đa dạng. Đối với tính đặc thù, mỗi ADN sẽ có cấu trúc riêng được đặc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong chuỗi mạch của mình. Các loài sinh vật khác nhau sẽ có cấu trúc gen khác nhau. Điều này tạo nên sự đặc thù của ADN trong thế giới sinh vật.

Đối với tính đa dạng, khi thay đổi cách sắp xếp bất kỳ của các nucleotit, bạn sẽ tạo ra được một chuỗi ADN mới. Từ các nucleotit trong phân tử ADN, bạn có thể sắp xếp và tạo thành vô số loại phân tử khác nhau. Do đó, số lượng sinh vật trên trái đất cũng rất đa dạng. Dựa vào tính chất này, các nhà khoa học đã nghiên cứu tạo ra nhiều giống loài mới, có ích cho đa dạng sinh học ngày nay.

Các giống mới được tạo ra dựa trên nền tảng kiến thức về di truyền học

 Những lý thuyết về phân tử ADN trên đây chắc hẳn đã giúp bạn trả lời được câu hỏi vì sao ADN có tính đặc thù và đa dạng. Chính nhờ những kiến thức này, ADN đóng vai trò quan trọng trong đời sống ngày nay. Ngoài việc tạo dựng những loài sinh vật mới, xác định huyết thống, bệnh lý di truyền cũng được thực hiện thông qua đặc tính của đại phân tử này. Mọi chi tiết hoặc cần hỗ trợ tư vấn về máu và xét nghiệm xin vui lòng liên lạc qua các địa chỉ sau:
Trung Tâm Xét Nghiệm ADN NOVAGEN

Related posts

Leave a Comment