dna đóng một vai trò quan trọng trong sinh học di truyền. Phân tử này có đặc điểm của từng loài và từng cá thể. Kiến thức về công thức của DNA và cấu trúc hóa học của DNA và các thông tin liên quan khác sẽ giúp bạn hình dung về phân tử đặc biệt của sinh vật này. Hãy tham khảo bài viết dưới đây để biết thêm thông tin chi tiết về DNA
ai là người đầu tiên phát hiện ra dna?
Friedrich miescher, một nhà hóa sinh người Thụy Điển đã phát hiện ra sự tồn tại của dna bằng cách nghiên cứu các vết mủ trên một loại băng đã qua sử dụng. Cấu trúc của DNA được cho là một chất mà nhà sinh hóa học chưa bao giờ tiếp xúc qua kính hiển vi. vì vậy ban đầu Friedrich miescher đặt tên cho cấu trúc này là nuclein vì nó được tìm thấy trong nhân của tế bào.
Trong quá trình nghiên cứu, người đàn ông này bắt đầu đặt câu hỏi về mối tương quan giữa nuclein và di truyền của động vật. Tuy nhiên, câu hỏi đó chỉ được giải đáp trong nhiều thập kỷ sau đó thông qua bằng chứng của Thomas Hunt Morgan dựa trên nghiên cứu về ruồi giấm và tìm ra nhiễm sắc thể có vai trò trong di truyền.
tuy nhiên, mặc dù morgan săn lùng thomas đã nhận được giải thưởng nobel cho nghiên cứu của mình về nhiễm sắc thể, nhiều nghi ngờ đã được đặt ra về sự tồn tại của các gen mà morgan tin rằng nằm trên các nhiễm sắc thể mà ông đã nghiên cứu. Mãi đến năm 1944, khi Oswald Avery trình bày bằng chứng về gen và DNA, khái niệm này mới bắt đầu nhận được niềm tin trong cộng đồng khoa học và công chúng.
Năm 1953, Francis Harry và James D. Watson đã công bố cấu trúc của DNA thông qua các nghiên cứu về nhiễu xạ tia X. Hai nhà khoa học đã chứng minh hình dạng xoắn của phân tử DNA. Đồng thời, nghiên cứu này đã chỉ ra rằng thành phần của DNA được tạo nên từ 4 yếu tố hóa học khác nhau. Trình tự cấu trúc của phân tử DNA rất đa dạng. Nhờ đó, công trình này đã được trao giải Nobel Sinh lý và Y học.
cấu trúc hóa học của dna
dna (axit deoxyribonucleic) là một loại axit nucleic với các đặc tính của một đại phân tử. 5 nguyên tố tạo nên phân tử này gồm c, h, o, n, p. với cấu trúc đa phân tử, trong đó các đơn phân là nucleotit. Các thành phần chính của DNA bao gồm:
- bazơ nitơ (a, t, g, x)
- bazơ axit deoxyribozoic (c5h10o4)
- bazơ axit photphoric (h3po4)
>
ul>
các bazơ nitơ a, t, g, x lần lượt là adenin, thymin, cytozin và guanin. trong đó, kích thước phân tử a, g lớn hơn kích thước của t, x. liên kết trong phân tử dna được thực hiện thông qua một bazơ nitơ gắn với c5h10o4 ở vị trí đầu tiên c. gốc h3po4 liên kết với c thứ 5, do đó hình thành cấu trúc của một đơn phân nucleotide trong dna.
bởi vì các nucleotide dna giống nhau ở gốc của đường deoxyribozo và axit photphoric. do đó, tên của các monome dna được đặt theo tên của các bazơ nitơ.
Các phân tử dna được tạo thành từ hàng chục và hàng triệu đơn vị, đó là lý do tại sao chúng được gọi là đại phân tử. Với trình tự, cách sắp xếp và số lượng nucleotide khác nhau, DNA có những đặc tính cụ thể và đặc trưng cho các sinh vật khác.
Để tạo ra một phân tử DNA, các nucleotide được liên kết với nhau thông qua nhóm photphat, nhóm này tham gia vào nhóm -oh gắn với nucleotide c thứ ba. đây là liên kết photphodiester vì nhóm h3po4 đã tạo ra liên kết este. ở dạng đơn, nucleotit của nó và đồng thời, nó tạo thành este ở phân tử liền kề ở vị trí thứ 2 c.
cấu trúc quảng cáo
Dna thường có cấu trúc sợi kép. với một số trường hợp ngoại lệ, DNA sợi đơn (chẳng hạn như virus). Với cấu trúc sợi kép, DNA xoắn và chạy song song với trục theo chiều ngược chiều kim đồng hồ (từ trái sang phải). trong đó, mỗi chuỗi xoắn dna bao gồm 10 cặp nucleotit, chiều dài 34a (tương ứng với 3,4 nm và đường kính 20a (tương ứng với 2 nm).
Như đã giới thiệu ở trên, giữa các sợi đơn của DNA chúng được liên kết với nhau thông qua liên kết cộng hóa trị giữa h3po4 (axit photphoric) với c thứ năm của nucleotit sau đây. liên kết này tạo ra một xương sống với các đơn vị đường photphat lặp lại.
giữa hai chuỗi đơn trong phân tử ADN liên kết với nhau thông qua liên kết hiđrô được thực hiện theo nguyên tắc bổ sung. cụ thể, t gắn với a bằng 2 liên kết hydro, x gắn với g bằng 3 liên kết hydro và ngược lại.
Với nguyên tắc này, khi biết thứ tự của một mạch, trình tự bố trí của các mạch còn lại sẽ được xác định. hơn nữa, mỗi loài khác nhau sẽ có tỷ lệ a + t / g + x khác nhau và chúng là loài đặc trưng.
thuộc tính và chức năng dna
Với công thức và cấu trúc hóa học dna ở trên, phân tử này có tính đa dạng và đặc trưng. với cấu trúc phân tử riêng, mỗi loại có số lượng, trật tự và thành phần nucleotit khác nhau. DNA là cơ sở để hình thành nên sự đa dạng của các loài sinh vật và mỗi loài có những đặc điểm riêng.
Ngoài ra, chức năng lưu trữ và chứa đựng thông tin di truyền của phân tử này đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Trình tự nucleotide trong một sợi DNA là thông tin di truyền cho các thế hệ sau. trình tự này quyết định trình tự của các đơn phân trên sợi RNA và do đó quyết định trình tự của các axit amin trong protein.
xem thêm: thuộc tính và chức năng dna
quảng cáo trùng lặp
Sự sao chép DNA diễn ra ngay trước khi tế bào bước vào giai đoạn phân chia. bước này đóng một vai trò quan trọng trong việc truyền thông tin di truyền giữa các thế hệ. Kết quả của quá trình nhân đôi, một ADN mẹ tạo ra 2 ADN con giống hệt nhau về cấu trúc và giống nhau.
quy tắc khi sao chép quảng cáo
Với sinh vật nhân thực, quá trình này diễn ra trong nhân tế bào. Đối với sinh vật nhân sơ, quá trình nhân đôi ADN diễn ra ngoài tế bào chất. Các nguyên tắc áp dụng khi bắt đầu quá trình nhân đôi bao gồm nguyên tắc bổ sung, nguyên tắc bán bảo tồn và nguyên tắc bán liên tục.
Nguyên tắc bổ sung được hiểu khi một chuỗi ADN con mới được hình thành, dựa trên sự bổ sung giữa các nucleotit a – t, g – x. Từ đó, một DNA mới được hình thành. nguyên tắc bán bảo thủ là giữ dna từ mẹ và từ đó tạo ra dna con gái mới. Nguyên tắc bán liên tục là một mạch được tổng hợp liên tục, mạch còn lại được tạo thành các đoạn ngắn, nối liền nhau.
Với các nguyên tắc trên, thông tin di truyền ADN của mẹ được truyền nguyên vẹn cho thế hệ sau. Do đó, quá trình nhân đôi đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì công thức DNA, cấu trúc hóa học của DNA của mẹ, được truyền cho con.
người tham gia trùng lặp quảng cáo
Trong quá trình nhân đôi ADN, các thành phần tham gia gồm: 2 sợi đơn của ADN ban đầu, các nuclêôtit trong môi trường để tổng hợp thành sợi mới, các ribonuclêôtit (a, u, g, x) tạo thành đoạn mồi, hệ thống enzim tham gia vào quá trình. các hệ thống enzym khác nhau, mỗi hệ thống trong số đó đóng một vai trò và chức năng cụ thể trong quá trình sao chép cấu trúc hóa học của DNA trong phân tử ban đầu.
enzyme gyrase đóng một vai trò quan trọng trong việc gỡ rối phân tử dna https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-s1359644616304226-gr1.jpg, cụ thể là gyrase và helicase chúng là hai enzim đóng vai trò tháo xoắn và cắt liên kết hydro giữa các chuỗi đơn trong phân tử mẹ. RNA polymerase có nhiệm vụ tổng hợp các đoạn mồi bổ sung cho khuôn mẫu. DNA polymerase là một enzyme tham gia các nucleotide từ môi trường vào khuôn mẫu sợi đơn của mẹ để tạo ra DNA mới. ligase là một enzym liên kết các đoạn okazaki với nhau một cách hoàn hảo.
Enzyme helicase phá vỡ liên kết hydro giữa hai chuỗi đơn
dna sao chép
Quá trình nhân đôi DNA có thể được tóm tắt trong 3 bước:
- bước 1: tháo xoắn nhờ enzym gyrase, enzym helicase cắt liên kết hydro. . Tại thời điểm này, hai sợi đơn của phân tử DNA ban đầu tách ra để tạo thành một ngã ba. trong đó, một mạch chạy theo chiều 3′-5 “, mạch còn lại chạy theo chiều 5′-3”.
- bước 2. Thực hiện tổng hợp một mạch dna mới. Enzyme DNA polymerase nối các nucleotide ở giữa vào sợi khuôn theo nguyên tắc bổ sung. quá trình tổng hợp diễn ra theo chiều 5′-3 ‘. do đó, ở sợi 3’-5 ‘, quá trình tổng hợp DNA diễn ra liên tục. đối với sợi 5’-3 ‘, sự tổng hợp phải thông qua các đoạn okazaki ngắn. quá trình tổng hợp được thực hiện theo hướng ngược lại với việc tháo xoắn. các đoạn này sau đó được nối với nhau bằng ligase. nguyên tắc nửa gián đoạn được áp dụng khi tổng hợp nucleotit cho sợi đơn này.
- bước 3. quá trình tháo xoắn được thực hiện ngay sau khi hai nucleotit mới được tổng hợp. hai DNA mới được hình thành từ phân tử mẹ ban đầu.
ứng dụng công nghệ dna trong cuộc sống ngày nay
Với công nghệ ngày nay, nhiều người đã biết đến và áp dụng phương pháp xét nghiệm và phân tích ADN. các ứng dụng của công nghệ dna có thể xác định các vấn đề sau
huyết thống mẫu
Dựa vào công thức dn, cấu trúc hóa học của dna, có thể kết luận các mẫu phân tích có quan hệ huyết thống hay không. Với các quy luật di truyền và nguyên tắc DNA ở trên, bạn có thể hình dung rằng đứa trẻ sẽ nhận một nửa bộ gen từ bố và nửa còn lại từ mẹ.
Vì vậy, dựa trên phân tích cấu trúc ADN của hai mẫu so sánh, có thể phân tích chính xác 100% xem hai mẫu này có quan hệ cha mẹ – con cái hay không. đây được gọi là xét nghiệm máu trực tiếp.
Với xét nghiệm máu phi tuyến tính, bạn có thể xác định tỷ lệ máu trong các trường hợp sau:
- Xét nghiệm máu nhiễm sắc thể y (nội bào): Quy luật di truyền cho chúng ta biết rằng nam giới từ gia đình nội sẽ có cùng nhiễm sắc thể y. trận đấu có thể chính xác lên đến 25 thế hệ. vì vậy, một mối quan hệ có thể xác định được, chẳng hạn như anh – em trai (cùng cha mẹ), ông – cháu, cháu trai (chú) – cháu trai,….
- xét nghiệm máu nhiễm sắc thể x, tương tự như cách hiểu trước đây, các mối quan hệ có thể xác định huyết thống giữa chị em gái (cùng cha), bà nội và cháu gái.
- xét nghiệm máu theo dòng mẹ. cụ thể mẹ sẽ truyền tính trạng ti thể cho tất cả các con (cả nam và nữ), các con gái của mẹ sẽ tiếp tục truyền lại ti thể cho con ở thế hệ sau. sau đó, với bài kiểm tra này, có thể tìm ra các mối quan hệ bao gồm: anh / chị – em (với mẹ), bà – cháu, cô – cháu;….
xác định tình trạng sức khỏe
thông qua DNA, chúng ta có thể xác định tình trạng sức khỏe thông qua cấu trúc di truyền. bệnh biểu hiện qua DNA là bệnh di truyền. một số bệnh có nguy cơ lây truyền sang con cái cao như ung thư dạ dày, ung thư vú, thiếu máu huyết tán, nhược cơ, …
Thông qua xét nghiệm ADN, chúng tôi có thể hiểu xác suất mắc các bệnh này trong toàn bộ bộ gen của con người. angelina jolie là một ví dụ khi cô chia sẻ rằng sau khi kiểm tra dna, cô biết mình có khả năng cao bị ung thư vú vì hệ thống gen brca1 của cô tồn tại.
nếu một phụ nữ đang mang thai, xét nghiệm dna cũng là một cơ hội để phát hiện các triệu chứng bất thường của thai nhi. một số hội chứng như dưới đây, trisomy 18 có thể được sàng lọc di truyền trước khi sinh. Đối với trẻ sơ sinh, xét nghiệm ADN còn giúp phát hiện sớm nhất bệnh suy giáp bẩm sinh và bệnh hồng cầu hình liềm, hỗ trợ chăm sóc bé hiệu quả.
đọc thêm: xét nghiệm tiền sản không xâm lấn nipt
Công thức của dn và cấu trúc hóa học của dn là hai thông tin cơ bản nhất khi học về đại phân tử này. DNA có nhiều ý nghĩa đặc biệt trong thông tin di truyền. Vì vậy, xét nghiệm ADN có những ảnh hưởng nhất định đến cuộc sống của con người. Tôi hy vọng những kiến thức trên sẽ giúp bạn hình dung khái quát hơn về loại phân tử đặc biệt này.
== & gt; kết nối với dr. novagen hoàng gia
-
youtube: https://youtube.com/drhoangnovagen
facebook: https://fb.com/drhoangnovagen
zalo: https://zalo.me/drhoangnovagen
tiktok: https://tiktok.com/drhoangnovagen
Xem thêm:
