Cấu tạo và chức năng của ADN

Cấu tạo hóa học :

ADN (phân tử axit đêôxiribônuclêic) có đặc điểm đại phân tử với kích thước và khối lượng lớn và được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, bao gồm nhiều đơn phân hợp lại là các nuclêôtI.

Mỗi một nuclêôtii có khối lượng trung bình là 300 đơn vị cacbon và kích thước trung bình là 3,4 A°. Mỗi nuclêôtit bao gồm 3 thành phân liên kết lại là :

Mội phân tử đường đêôxiribô (công thức cấu tạo là CzH¡sO¿).

Một phân tử axit photphoric (H:PO¿).

Một trong 4 loại bazơ nitric là : ađênin (ký hiệu A), guanin (G), xItôzImn (X), timin (T).

Trong ADN có 4 loại nuclêôtit được gọi theo tên của bazơ nitric chứa trong nuclêôtit. Trên thực tế hai loại nuclêôtit A và G có kích thước lớn hơn 2 loại nuclêôtit T và X.

Các nuclêôtit liên kết lại với nhau bằng liên kết hóa trị giữa các axit photphoric của nuclêôtit này với đường của nuclêôtit kế tiếp hình thành chuỗi pôlinuclêôtit. Mỗi phân tử ADN gồm 2 chuỗi pôlinuclêôtit.

Bốn loại nuclêôtit là A, T, G, X sắp xếp với thành phần, số lượng và trật tự khác nhau tạo cho ADN ở sinh vật vừa có tính đặc thù và vừa có tính đa dạng.

Tính đặc thù (hay tính đặc trưng) của ADN : thể hiện ở mỗi loại phân tử ADN có thành phần, số lượng và trật tự xác định.

Tính đa dạng của ADN : các nuclêôtUit sắp xếp với thành phần, số lượng và trật tự khác nhau tạo ra rất nhiều loại ADN khác nhau ở cơ thể sinh vật. Tính đa dạng và tính đặc thù của ADN là cơ sở tạo ra tính đa dạng và tính đặc thù ở các loài sinh vật.

Cấu tạo không gian của ADN :

Mô hình cấu trúc không gian của phân tử ADN đã được Oatxơn và Cric xây dựng
vào năm 1953. ADN là một chuỗi xoắn kép, gồm 2 mạch pôlinuclêôtit xoắn đều quanh một trục theo chiều từ trái sang phải như một cái thang dây xoắn, với hai tay thang là các phân tử đường và axit photphoric xếp xen kẽ nhau, còn mỗi bậc thang là I cặp bazơ nitric.

Các nuclêôtit nằm trên 2 mạch pôlinuclêôtit của ADN liên kết nhau, mỗi nuclêôtit lớn (A hoặc G) trên mạch pôlinuclêôtit này được bù bằng một nuclêôtit bé (T hoặc X) hay ngược lại. Do đặc điểm cấu trúc, A chỉ liên kết T bằng hai liên kết hidrô và G chỉ lên kết X bằng 3 liên kết hidrô.

Cấu trúc xoắn nêu trên của phân tử ADN tạo cho đường kính của phân tử ADN luôn là 20 A° và phân tử ADN có nhiễu vòng xoắn, mỗi vòng xoắn chứa 10 cặp nuclêôtit với chiều dài trung bình là 34 A°.

Dựa trên nguyên tắc bổ sung, nếu biết trình tự sắp xếp của các nuclêôtit trong mạch đơn này có thể suy ra trình tự sắp xếp của các nuclêôtit của mạch đơn còn lại.

Cũng theo nguyên tắc bổ sung, trong phân tử ADN có : A=T, G=X -> A+G=T+X

Tỉ số giữa hàm lượng (A+T)/(G+X) của ADN luôn là I hằng số khác nhau đặc trưng cho từng loài.

Chức năng của ADN :

ADN có 2 chức năng : vừa lưu giữ và bảo quản thông tin di truyền vừa truyền thông tin di truyền qua các thế hệ.

ADN lưu giữ và bảo quản thông tin di truyền :

Thông tin di truyền tức thông tin về cấu trúc của các phân tử prôtêin được mã hóa trong ADN dưới dạng trình tự các bộ ba nulêôtit kế tiếp nhau, trình tự này qui định trình tự sắp xếp của các axit amin trong phân tử prôtê¡n được tổng hợp.

Mỗi đoạn của phân tử ADN mang thông tin qui định cấu trúc của một loại prôtê¡n được gọi là gen cấu trúc. Bình thường, một gcn cấu trúc chứa khoảng từ 600 đến 1500 cặp nuclêôtit.

ADN truyền thông tin di truyền qua các thế hệ :

ADN có khả năng tự nhân đôi và phân li. Sự nhân đôi và phân li của ADN kết hợp với nhân đôi và phân li của nhiễm sắc thể trong phân bào là cơ chế giúp sự truyền thông tin di truyền từ tế bào này sang tế bào khác, từ thế hệ cơ thể này sang thế hệ cơ thể khác.

ADN còn có khả năng sao mã tổng hợp ARN và qua đó điểu khiển giải mã tổng hợp prôtê¡n. Prôtêin được tổng hợp tương tác với môi trường thể hiện tính trạng của cơ thể.