Theo dõi quá trình động học phân tử của adenine bằng lade xung cực ngắn

TH VIN B GIO DC V O TO TRNG I HC S PHM THNH PH H CH MINH KHOA VT Lí LUN VN TT NGHIP TI: THEO DI QU TRèNH NG HC PHN T CA ADENINE BNG LADE XUNG CC NGN GVHD: PGS.TSKH Lấ VN HONG SVTH: Lấ HI M NGN NIấN KHểA: 2006 2010 - TP H CH MINH 5/2010 Lụứi caỷm ụn hon thnh c khúa hc v lun tt nghip ny, tụi ó nhn c s ng viờn, giỳp v h tr nhit tỡnh t gia ỡnh, thy cụ, nh trng v bn bố Thụng qua lun tt nghip, tụi xin gi li cm n chõn thnh n tt c mi ngi u tiờn tụi xin gi li tri õn sõu sc nht n Thy hng dn PGS.TSKH Lờ Vn Hong ó tn tỡnh hng dn, nh hng v to mi iu kin thun li nht cho tụi thc hin v hon thnh lun Tụi xin gi li cm n chõn thnh n Thy Nguyn Ngc Ty ó nhit tỡnh ch dn, giỳp v ng viờn tụi thi gian thc hin lun Cựng vi cỏc bn sinh viờn cựng khúa, tụi xin c gi li cm n chõn thnh n ton th thy cụ thuc khoa Vt lớ trng i hc S phm TP.HCM sut khúa hc ó truyn t cho chỳng tụi nhng tri thc v dy cho chỳng tụi nhng bi hc lm thy, lm ngi c bit tụi xin gi li cm n v chỳc sc khe n hi ng chm bo v lun tt nghip chuyờn ngnh Vt lớ lớ thuyt, khoa Vt lớ trng i hc S phm TP.HCM Tụi xin gi li cm n n cha m, gia ỡnh ó ng h, ng viờn tinh thn cng nh to mi iu kin thun li ti a giỳp tụi hon thnh tt lun ny Tụi cng xin gi li cm n n tt c cỏc thnh viờn nhúm nghiờn cu cng nh bn bố ó giỳp , ng viờn tụi thi gian lm lun cng nh nhng nm thỏng trờn ging ng i hc Cui cựng tụi xin gi li chỳc sc khe v hnh phỳc n gia ỡnh, thy cụ v bn bố Xin chõn thnh cm n! Tp H Chớ Minh ngy 29 thỏng nm 2010 Lờ Hi M Ngõn DANH MC CC T VIT TT ADN: Axit Deoxyribonucleic as: Attosecond(10-18s) DFT: Phng phỏp phim hm mt (Density Functional Theory) fs: Femtosecond (10-15s) HHG: Súng hi bc cao (High-order Harmonic Generation) HOMO: Orbital ngoi cựng ca phõn t (Highest Occupied Molecular Orbital) IRC: (Intrinsic Reaction Coordinate) LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Opt: (Optimization) PES: Mt th nng (Potential Energy Surface) M U Trong cuc sng hin nay, khoa hc dng nh ó tr thnh mt ngi bn ng hnh quan trng ca ngi Vi tc phỏt trin mc cp s nhõn, khoa hc nh mt chuyn tu tc hnh a ngi n vi nhng t tri thc mi l Hin nay, chic tu y sc mnh ú ang tin sõu vo gii vi mụ cc kỡ nh, ú, chic hp n v cu to vt cht luụn l mt thụi thỳc s quan tõm v kớch thớch nim am mờ khỏm phỏ ca rt nhiu nh khoa hc trờn th gii Mong mun nhỡn thu, nhỡn rừ hn na v cu trỳc ca cỏc phõn t luụn l mt hp dn cng ng khoa hc Hin nay, mt s phng phỏp thng c s dng lnh vc ny, cú th k n nh: phng phỏp quang ph gm quang ph hng ngoi, quang ph Raman;phng phỏp nhiu x gm nhiu x electron, nhiu x tia X Tuy nhiờn, vi cỏc phng phỏp ny thỡ thụng tin cu trỳc thu c u l nhng thụng tin tnh, vỡ phõn gii thi gian ca cỏc phng phỏp ny ln hn nhiu so vi thi gian xy cỏc hin tng cp phõn t, nguyờn t C th, cỏc phõn t thc hin chuyn ng quay khong thi gian pico giõy (1 ps = 10-12 s), s dao ng ca cỏc nguyờn t din thang thi gian femto giõy (1 fs = 10-15 s) v in t chuyn ng quanh ht nhõn mc atto giõy (1 as = 10-18 s); ngoi ra, cỏc phn ng húa hc thỡ xy thang thi gian femto giõy Do ú, mong mun thu nhn cỏc thụng tin cu trỳc ng ca nguyờn t, phõn t luụn thụi thỳc cỏc nh nghiờn cu trờn th gii Vic thu nhn c cỏc thụng tin ny s giỳp cho khoa hc cú sc mnh can thip vo cỏc quỏ trỡnh bin i ca phõn t v cỏc phn ng húa hc õy l mt cú ý ngha thit thc v quan trng S i ca cỏc ngun xung lade siờu ngn ó m mt hng gii quyt cho bi toỏn trờn K t c i vo nm 1960 cho n nay, xung lade ó c phỏt trin v rỳt ngn di mt cỏch nhanh chúng, v c bit n nh mt cuc chy ua gia cỏc nh khoa hc rỳt ngn di xung lade õy l mt cuc chy ua tip sc bi ch sau hn 20 nm k t xut hin, xung lade ó c rỳt ngn ti mc femto giõy n nm 2006, nhúm nghiờn cu thuc phũng thớ nghim quc gia í ó ch to thnh cụng lade cú di xung 130 atto giõy Gn õy nht, vo thỏng nm 2008, xung lade 80 as ó c ch to phũng thớ nghim Max-Planck (c) v Lawrence Berkeley (M) T ú, cỏc xung lade siờu ngn ó m ng y trin vng cho cỏc nh nghiờn cu vic tỡm hiu v th gii vi mụ, ú cú th k n l vic chp nh phõn t bng lade siờu ngn, quan sỏt cỏc quỏ trỡnh phõn t cp thi gian femto giõy hay theo dừi cỏc quỏ trỡnh ng phõn húa v cỏc phn ng húa hc C th, trờn Nature ngy 16 thỏng 12 nm 2004, nhúm nghiờn cu ca nh khoa hc Corkum (Canada) cụng b cụng trỡnh [9] v chp nh phõn t ni-t (N2) bng phỏt x súng hi bc cao (HHG) v ó gõy s chỳ ý cng ng khoa hc HHG l mt hiu ng phi tuyn xy lade cú cng mnh v xung cc ngn tng tỏc vi nguyờn t, phõn t Do thụng tin HHG thu nhn c khong thi gian femto giõy, l cp thi gian dao ng ca phõn t v cng l cp thi gian ca cỏc phn ng húa hc, nờn cỏc tỏc gi cho rng ó thu c thụng tin cu trỳc ng ca phõn t Cụng trỡnh chp nh N2 ó m ng cho nhng cụng trỡnh k tip nghiờn cu chp nh phõn t s dng ngun súng hi bc cao [6] ng dng ca HHG ó khụng dng li ú, cỏc cụng trỡnh [7], [8], cỏc tỏc gi ó khng nh theo dừi c quỏ trỡnh ng phõn húa HCN/HNC v quỏ trỡnh ng phõn húa acetylen/vinyliden t ngun c s d liu HHG thu c s tng tỏc ca lade cú xung cc ngn (10 femto giõy) v cng cc mnh (~1014W/cm2) vi cỏc phõn t Vi mong mun c tip cn vi mt hng phỏt trin mi y tim nng, tỏc gi ó quyt nh s tỡm hiu v c ch phỏt x súng hi bc cao v s dng chớnh c ch ny tỡm hiu thụng tin ng v quỏ trỡnh bin i ca mt phõn t cú cu trỳc phc hn so vi nhng nghiờn cu ó tin hnh, ú chớnh l cỏc base ca phõn t ADN S d tỏc gi la chn phõn t ADN thc hin nghiờn cu l bi tớnh cht cn thit v hp dn ca phõn t ny Axit Deoxyribonucleic (ADN) l phõn t mang thụng tin di truyn mó húa cho hot ng sinh trng v phỏt trin ca tt c cỏc dng sinh vt sng bao gm c mt s virus ADN l mụt i phõn t c to thnh bi hai chui xon kộp liờn kt vi bi liờn kt hydro, mi si n l mt chui polynucleotide gm nhiu cỏc nucleotide ni vi bng liờn kt photphat Mi nucleotide gm ba thnh phn: baz nit (base), ng pentose, nhúm phosphate Thụng tin di truyn cha ADN c gii mó di dng trỡnh t sp xp ca cỏc base Base phõn t ADN l cỏc dn xut hoc ca pyrimidine gm cytosine (C) v thymine (T), hoc ca purine gm adenine (A) v guanine (G) Cỏc nghiờn cu lý thuyt v thc nghim u ch rng mi base thng tn ti di hai dng ng phõn h bin (tautomer): base adenine v cytosine cú hai tautomer l amino (bn) v imino (kộm bn), base thymine v guanine cú hai tautomer l keto (bn) v enol (kộm bn) Thụng thng, cỏc base s tn ti phõn t ADN di dng tautomer t nhiờn bn (keto v amino) Tuy nhiờn quỏ trỡnh phỏt trin ca sinh vt, di mt s iu kin no ú, ụi cỏc base s khụng tn ti dng tautomer ph bin na m chuyn sang dng tautomer him gp hn l enol v imino Cỏc dng him gp ny dự cú thi gian tn ti rt ngn nhng nu thi gian ú chỳng c huy ng vo quỏ trỡnh tng hp ADN thỡ t bin s xy Khi ú cỏc cp baz nit c hỡnh thnh l A v C (bng hai liờn kt hydro); G v T (bng ba liờn kt hydro) Sau hai ln chộp thỡ cp A v T thnh cp G v C, cp G v C thnh cp A v T, dn n hu qu l thụng tin di truyn s khụng c nguyờn cho th h sau Quỏ trỡnh cỏc base b bin i t dng tautomer ny sang dng tautomer khỏc gi l quỏ trỡnh h bin húa hc (tautomerism) [1] Nh vy quỏ trỡnh tautomerism chớnh l mt nhng c ch gõy t bin gen, ú nú ó thu hỳt s quan tõm nghiờn cu ca nhiu nhúm khoa hc trờn th gii k c lớ thuyt v thc nghim [15] Cỏc nh nghiờn cu cng nhn thy rng thi gian ca quỏ trỡnh tautomerism l vo c femto giõy Do ú, vic thu nhn c thụng tin ng cp thi gian femto giõy v theo dừi c quỏ trỡnh tautomerism ca cỏc base ó tr thnh mc tiờu ca cỏc nh nghiờn cu trờn th gii Trờn c s hng phỏt trin ca ng dng HHG v nhu cu ca vic theo dừi quỏ trỡnh tautomerism ca cỏc base ca ADN, tỏc gi ó quyt nh la chn ti Theo dừi quỏ trỡnh ng hc phõn t ca adenine bng lade xung siờu ngn cho lun tt nghip Trong phm vi mt lun tt nghip, tỏc gi ó quyt nh la chn phõn t adenine thuc base purine, cú cu trỳc hai mch vũng lm i tng nghiờn cu Phng phỏp nghiờn cu quỏ trỡnh tautomerism ca adenine bng tớnh toỏn ph HHG phỏt x cú u im l cú th xỏc nh c nhng s thay i cu trỳc phõn t thang thi gian femto giõy T ú cung cp cho cỏc nh thc nghim mt c s lớ thuyt cú th ch ng can thip vo quỏ trỡnh tautomer húa ca base ny v t ú iu khin c c ch t bin gen Mc tiờu chớnh ca lun l s dng d liu (HHG) thu c cho lade siờu ngn fs, bc súng 800 nm, cng mnh 2.1014 W/cm2 tng tỏc vi base adenine theo dừi quỏ trỡnh tautomerism ca phõn t ny cú th t c kt qu nh mong mun, chỳng tụi cn tin hnh tng bc c th sau: Tỡm hiu lớ thuyt v ADN, cỏc base v quỏ trỡnh tautomerism; Tỡm hiu c ch phỏt x HHG v mụ hỡnh ba bc Lewenstein; Tỡm hiu v phn mm tớnh toỏn Gaussian, Gaussview v ngụn ng lp trỡnh Fortran; Mụ phng cu trỳc phõn t v orbital ngoi cựng HOMO ca phõn t adenine So sỏnh vi s liu thc nghim; Mụ phng quỏ trỡnh tautomerism ca adenine bng cỏch tớnh toỏn mt th nng PES tỡm hai trng thỏi bn ca phõn t ng thi mụ phng ng IRC; Tớnh toỏn HHG thu c cho lade xung fs, cng 2.1014 W/cm2, bc súng 800 nm tng tỏc vi phõn t; Phõn tớch d liu HHG ph thuc gúc nh phng phõn bit ba trng thỏi ca phõn t; Phõn tớch d liu HHG ph thuc vo gúc nh phng v gúc cu trỳc theo dừi quỏ trỡnh tautomerism ca phõn t ny Trong thc t cho lade cú cng mnh tng tỏc vi phõn t thỡ cú nhiu hiu ng phi tuyn xy ra, nhiờn, ti ny, chỳng tụi ch chỳ ý n hiu ng phỏt x HHG K t i cho n nay, HHG l mt nhng gõy chỳ ý i vi nhiu nhúm nghiờn cu trờn th gii Thc cht bi toỏn HHG õy chớnh l gii phng trỡnh Schrodinger ph thuc vo thi gian electron chu tỏc dng ca trng lade Trờn thc t, bi toỏn ó c gii chớnh xỏc cho vi phõn t n gin nh H2, hay ion ca nú H2+ Tuy nhiờn tớnh cht phc ca cỏc phõn t nờn khụng phi lỳc no ta cng cú th ỏp dng phng phỏp TDSE gii quyt bi toỏn ny Vỡ vy yờu cu t l cn cú nhng mụ hỡnh vt lớ thc hin tớnh toỏn gn ỳng nhng gi c bn cht vt lớ ca hin tng Cú nhiu mụ hỡnh c nờu gii quyt bi toỏn ny v mt nhng mụ hỡnh c cng ng khoa hc hin chp nhn rng rói ú l mụ hỡnh ba bc bỏn c in Lewenstein Trong lun ny, chỳng tụi thc hin thu nhn d liu HHG da vo mụ hỡnh ba bc ny vi cụng c c s dng tớnh toỏn l ngụn ng lp trỡnh Fortran Chng trỡnh tớnh toỏn ph HHG trờn ngụn ng ny c xõy dng bi GS Lin Chii-Dong (i Hc Kansas, M) v sau ú c phỏt trin bi nhúm cỏc nh khoa hc ti Khoa Vt Lý-Trng HSP.TPHCM Chng trỡnh ny ó c kim chng qua cỏc cụng trỡnh ng trờn cỏc Vt lý quc t cú uy tớn õy, chỳng tụi khụng tin hnh vit li chng trỡnh tớnh toỏn ny m ch tip thu cỏc k thut tớnh toỏn c s dng v xem nh õy l mt cụng c cho chỳng tụi thc hin lun ny Nh ó nờu phn nhim v, cú th tớnh toỏn c HHG phỏt ra, chỳng tụi cn phi mụ phng c cu trỳc phõn t adenine Nhim v ny c chỳng tụi gii quyt bng cỏch s dng phn mm Gaussian 03W vi mụ hỡnh tớnh toỏn da trờn phng phỏp lý thuyt phim hm mt DFT, cú tớnh n hiu chnh Gradient B3LYP v h hm c s 6-31G+(d,p) Bng phng phỏp ny chỳng tụi ó mụ phng c ba trng thỏi ca phõn t adenine: amino, trng thỏi chuyn tip v imino Khi cú c cỏc thụng tin ny, chỳng tụi tin hnh tớnh toỏn v ó mụ phng c HHG phỏt s tng tỏc ny Kho sỏt s ph thuc vo gúc nh phng ca phõn t, chỳng tụi nhn thy khụng th phõn bit c cỏc trng thỏi nờu trờn hỡnh dng HOMO ca cỏc trng thỏi trờn l khỏ ging Tuy nhiờn iu chỳng tụi quan tõm õy chớnh l quỏ trỡnh tautomerism ca adenine Vn s dng phng phỏp nờu trờn, chỳng tụi ó mụ phng c quỏ trỡnh tautomerism ca adenine bng cỏch tớnh toỏn c mt th nng cng nh ng phn ng húa hc ca phõn t ny Khi ó mụ phng c ng phn ng húa hc ny chỳng tụi ó tin hnh cho lade tng tỏc vi phõn t thymine c quỏ trỡnh quỏ trỡnh tautomerism ny Tuy nhiờn t d liu HHG thu c, chỳng tụi nhn thy cha th theo dừi c quỏ trỡnh tautomerism ca adenine bng d liu HHG thu c s dng lade fs, 800 nm, 2.1014 W/cm2 B cc lun gm bn chng chớnh: Chng C s lớ thuyt v ADN Trong chng ny, tỏc gi s trỡnh by mt cỏch ngn gn v cu trỳc, c im, c ch t bin phõn t ADN, ú s gii thiu vi bn c v quỏ trỡnh h bin húa hc (tautomerism) õy l quỏ trỡnh mt tautomer ca base ny b bin i thnh dng tautomer khỏc him gp hn, t ú dn n kt qu bt cp sai, v hu qu l gõy t bin gen Nm c nhng thụng tin khỏi quỏt v ADN, hay c th ú l s t bin quỏ trỡnh h bin húa hc ca cỏc base ADN s giỳp cho bn c thy c tm quan trng v cn thit vic nm bt thụng tin cu trỳc ng ca phõn t cp thi gian femto giõy, t ú cú th ch ng can thip vo quỏ trỡnh gõy nờn t bin gen c th sinh vt  Chng Tng quan lade v c ch phỏt x súng hi bc cao Trong chng 2, tỏc gi s trung trỡnh by v cụng c chớnh c s dng thu nhn thụng tin ca phõn t ú chớnh l c ch phỏt x súng hi bc cao HHG [12] Trong phn th nht ca chng ny, tỏc gi s dnh vi trang gii thiu nhng nột c bn nht v lade Hin nay, cú th núi lade l mt thut ng rt quen thuc i vi nhiu ngi, nú ó thõm nhp vo rt nhiu lnh vc cuc sng, ú tỏc gi s khụng cp nhiu n nhng ng dng ca nú m thay vo ú s cp n mt hng phỏt trin mi lade xung siờu ngn Quỏ trỡnh rỳt ngn chiu di xung lade s c tỏc gi cp theo tin trỡnh thi gian K t c ch to ln u tiờn, cụng ngh lade ngy cng cú nhng tin trin mang tớnh cht t phỏ Cng lade c tng lờn nhiu ln, song song ú di xung lade c gim ỏng k Trong nm 1990, Zewail et al [13] ó to xung lade vo c femto giõy, ỏnh du s i ca mt lnh vc mi gi l Húa hc thang thi gian femto giõy (Femtosecond chemistry) Nhng n lc rỳt ngn di ca xung lade tip din Trong nhng nm gn õy, cuc chy ua xung lade siờu ngn ó cú nhng ớch n mi, t phỏ v n tng bng cụng trỡnh ca cỏc nhúm nghiờn cu trờn th gii to c xung lade cp atto giõy, m mt lnh vc mi Vt lớ thang thi gian atto giõy (Attosecond Physics) Ngnh khoa hc ny ó m nhng hng i mi y tim nng cho nhiu ngnh khoa hc khỏc nhau, khụng ch riờng vt lớ hc ú chớnh l mt tia sỏng hn nhng thay i s hiu bit ca ngi v th gii vt cht Chớnh s phỏt trin ca cỏc xung lade siờu ngn ó thc s to iu kin cho cỏc nh nghiờn cu tỡm hiu sõu hn v s tng tỏc gia nguyờn t, phõn t vi cỏc xung lade siờu ngn cú cng mnh, ú cú hin tng phỏt x HHG Do ú, ni dung th hai ca chng ny s trỡnh by v s tng tỏc gia trng lade v nguyờn t, phõn t õy l s tng tỏc phi tuyn, ngha l nguyờn t s phn ng khỏc i vi cng trng lade khỏc nhau, m mt ngnh quang hc mi gi l quang hc phi tuyn Khi trng lade yu so vi trng Coulomb nguyờn t thỡ lade ch khuy nhiu nh trng thỏi ca nguyờn t v s ion húa ch cú th xy theo c ch a photon, ngha l nguyờn t hp th liờn tip nhiu photon chuyn lờn trng thỏi kớch thớch Khi trng lade tng i mnh so vi trng Coulomb thỡ s ion húa s xy theo c ch xuyờn hm, tc l electron cú xỏc sut xuyờn hm qua ro th to bi trng Coulomb ca nguyờn t v trng lade i vựng ph liờn tc Cũn trng hp trng lade rt mnh so vi trng Coulomb thỡ nh ca ro th tr nờn thp hn so vi th nng ca electron, ú electron cú th vt ro th i vo vựng liờn tc, ú chớnh l s ion húa vt ro c trng cho s tng tỏc gia lade vi nguyờn t, tỏc gi s trỡnh by v mt h s quan trng c phỏt trin bi Vin s Keldysh, vỡ vy h s ny c t theo tờn ụng, h s Keldysh Nh vy trng lade tng i mnh i vi trng Coulomb ca nguyờn t thỡ electron cú th thoỏt ngoi liờn tc theo c ch xuyờn hm, v mt nhng hin tng rt c bit ó xy ú l s phỏt x HHG cụng c chớnh thc hin nghiờn cu lun Phn cui cựng ca chng hai s cung cp cho ngi c nhng kin thc cn thit v c ch phỏt x súng hi bc cao c phỏt hin ln u tiờn bi nh nghiờn cu M.Ferray (Phỏp) vo nm 1988, t ú HHG ó tr thnh mt im sỏng thu hỳt s quan tõm tỡm kim mt lớ thuyt phự hp cho vic gii thớch cỏc c tớnh ca nú Ban u, HHG c nghiờn cu l mt nhng c ch to xung ỏnh sỏng siờu ngn cp atto giõy Sau ú, quỏ trỡnh nghiờn cu, cỏc nh khoa hc ó nhn thy rng bn lade cng mnh vo phõn t thỡ cng HHG phỏt s ph thuc vo gúc nh phng phõn t ú [14] Mt khỏc, HHG phỏt ti thi im electron tỏi kt hp vi ion m, sau nú c xuyờn hm vựng liờn tc ca trng lade, chu tỏc dng ca trng lade v chuyn ng ngc tr li Vỡ vy, cỏc nh nghiờn cu ó chng minh rng HHG thu c mang thụng tin cu trỳc phõn t T ú HHG c xem l mt cụng c vic quan sỏt cu trỳc v quỏ trỡnh bin i ca cỏc phõn t, c th lun l cu trỳc v quỏ trỡnh bin i ca phõn t adenine Trong phn ny, tỏc gi s nhn mnh trỡnh by v mụ hỡnh tớnh toỏn ba bc bỏn c in c xõy dng bi Lewenstein (do ú mụ hỡnh cũn c gi l mụ hỡnh Lewenstein) [10] Cho n nay, cú th núi rng õy chớnh l mt mụ hỡnh p v gii thớch c ch cng nh nhng c tớnh ca hin tng phỏt x súng hi bc cao Chng Mụ hỡnh tớnh toỏn ti khụng tin hnh nhng thớ nghim c th m da vo nhng chng trỡnh tớnh toỏn tỡm c s liu HHG phỏt Vỡ vy, chng 3, tỏc gi mun gii thiu n ngi c ụi nột khỏi nim v mt mụ hỡnh tớnh toỏn, v source code thit lp trờn ngụn ng Fortran c s dng lun Mc ớch chớnh ca chng l cung cp cho ngi c cỏi nhỡn tng quan v cỏc chng trỡnh c s dng lun vn, ú ni dung chng c trỡnh by ngn gn, n gin Nu ngi c mun tỡm hiu thờm v cỏc chng trỡnh ny cú th tham kho ti liu [5],[16] Chng Kt qu v ỏnh giỏ kt qu nghiờn cu Phn ny gm mc, tỏc gi trỡnh by v cỏc kt qu t c v ỏnh giỏ i vi tng ni dung Mụ phng cu trỳc v orbital ngoi cựng (HOMO) ca phõn t adenine: S dng Gaussian mụ phng hai ng phõn v cu trỳc chuyn tip ca phõn t adenine Vi mụ hỡnh tớnh toỏn c thit lp bi phng phỏp phim hm mt DFT hiu chnh Gradient B3LYP v h hm c s 6-31G+(d,p), tỏc gi ó mụ phng cu trỳc ti u ca phõn t sau ú so sỏnh vi s liu thc nghim Cú khỏ nhiu cụng trỡnh nghiờn cu c lớ thuyt ln thc nghim a kt qu v cu trỳc phõn t cỏc base ca ADN, vi vic s cỏc s liu ny so sỏnh, tỏc gi nhn thy kt qu t c bng tớnh toỏn cú tin cy cao (sai s [...]... Các bazơ nitơ gắn với đường pentose bằng liên kết cộng hóa trị ở vị trí C-1' của đường với nitơ ở vị trí số 9 của purine hoặc ở vị trí nitơ số 1 của pyrimidine Nucleotide là sản phẩm gắn phosphate của nucleoside Liên kết giữa pentose và acid phosphoric là liên kết este do loại một phân tử nước giữa OH của acid và H của alcol (ở vị trí 5’ của pentose) Đối với phân tử ADN thì nucleotide thuộc loại deoxyribo... hoạt động của tế bào  Có khả năng sao chép chính xác để thông tin di truyền có thể được truyền từ thế hệ này sang thế hệ kế tiếp thông qua quá trình phân bào hay quá trình sinh sản  Thông tin chứa đựng trong vật chất di truyền phải được dùng tạo ra các phân tử cần cho cấu tạo và hoạt động của tế bào.Vật liệu di truyền có khả năng biến đổi nhưng những thay đổi (đột biến) chỉ xảy ra ở tần số thấp 1.3 Quá. .. (đột biến) chỉ xảy ra ở tần số thấp 1.3 Quá trình tự nhân đôi ADN Quá trình tự nhân đôi ADN hay tổng hợp ADN là một cơ chế sao chép các phân tử ADN xoắn kép trước mỗi lần phân bào tạo ra hai phân tử ADN con giống nhau hoàn toàn, một mạch cũ có nguồn gốc từ phân tử ADN gốc gọi là mạch khuôn và một mạch mới được tổng hợp Đó là nguyên tắc bán bảo toàn Trong quá trình tổng hợp mạch mới, môi trường nội bào... hình cấu trúc phân tử axit nucleic Đây cũng chính là mô hình cấu trúc ADN ở trạng thái hoạt động phổ biến nhất Hình 1.5: Cấu trúc không gian của ADN Mỗi phân tử ADN sợi kép gồm hai mạch đơn polynucleotide ngược chiều nhau, bazơ purine của sợi này nằm đối diện với bazơ pyrimidine của sợi kia theo quy luật bổ sung nghiêm ngặt: A liên kết với T bằng hai liên kết hydro, G liên kết với C bằng ba liên kết... hiện đầu tiên năm 1950) Hình 1.6: Phân tử ADN sợi kép, mỗi phân tử gồm hai mạch đơ polynucleotide, liên kết với nhau qua liên kết hydro giữa các nucleotide đối diện trên hai mạch theo nguyên tắc bổ sung Để có cấu trúc hai mạch polynucleotide liên kết bổ sung với nhau suốt dọc chiều dài phân tử ADN, các nucleotide của một mạch phải quay 180 độ so với các nucleotide của mạch đối diện Đặc điểm quay như... minh ra lade, với sự ra mắt của bài báo khoa học có tiêu đề “Các maser quang học và hồng ngoại” của Arthur L Schawlow – khi đó là một nhà nghiên cứu của phòng thí nghiệm Bell, và Charles H Townes – khi đó là một cố vấn của phòng thí nghiệm Bell, được đăng trên tạp chí Physical Review của Hội Vật lý Mỹ Bài báo được đăng trên tạp chí Physical Review số tháng 12/1958, khẳng định rằng nguyên lý của maser... ADN Như đã trình bày, trong phân tử ADN các base tồn tại dưới hai dạng tautomer (bền và kém bền) Thông thường các base sẽ tồn tại ở dạng tautomer tự nhiên bền Tuy nhiên dưới một số điều kiện nào đó, các base vẫn có khả năng chuyển sang dạng tautomer kém bền hơn Quá trình đó được gọi là sự hỗ biến hóa học (tautomerism) Các dạng hiếm gặp của các purine hay pyrimidine dù có thời gian tồn tại rất ngắn nhưng... sự ra đời của lade khi ông nhận ra rằng trong sự tương tác giữa ánh sáng với vật chất sự phát xạ không chỉ xảy ra một cách ngẫu nhiên mà còn có thể xảy ra có định hướng do tác động của yếu tố bên ngoài Trong bài báo Zur Quantentheorie der Strahlung công bố năm 1917, ông đã đề xuất sự tồn tại của bức xạ cảm ứng Khi đó, Einstein đã nghĩ rằng phát hiện của ông hoàn toàn là một ý tưởng khoa học, một điều... phần và cấu trúc của ADN Axit Deoxyribonucleic (ADN) – một trong hai loại của axit nucleic được nhà khoa học F.Miescher phát hiện năm 1869 – là cơ sở vật chất di truyền ở cấp độ phân tử 1.1.1 Thành phần ADN là đại phân tử, được tạo thành bởi hai chuỗi xoắn kép liên kết với nhau bởi liên kết hydro, mỗi sợi đơn là một chuỗi polynucleotide gồm nhiều các deoxyribonucleotide nối với nhau bằng liên kết photphat... gian tồn tại đó, chúng được huy động vào quá trình tổng hợp ADN thì đột biến sẽ xảy ra, khi đó các cặp bazơ nitơ được hình thành là A và C (bằng hai liên kết hydro); G và T (bằng ba liên kết hydro) Hậu quả là sau hai lần sao chép thì cặp A và T thành G và C, cặp G và C thành cặp A và T Các đột biến do hiện tượng hỗ biến hóa học gây ra làm thay thế cặp purine pyrimidine này bằng một cặp purine – pyrimidine