1. Cấu trỳc ADN
a. Cấu tạo hoỏ học:
- ADN là một loại axit nuclờic, được cấu tạo từ cỏc nguyờn tố hoỏ học C, H, O, N và P
- ADN thuộc loại đại phõn tử cú kớch thước lớn cú thể dài tới hàng trăm mircụmột và khối lượng đạt tới hàng triệu đơn vị cỏcbon
- ADN được cấu tạo theo nguyờn tắc đa phõn, gồm nhiều đơn phõn. Đơn phõn là Nuclờụtớt, mỗi nuclờụtit cú khối lượng trung bỡnh là 300 đvC và kớch thước trung bỡnh là 3,4 Ao, bao gồm 3 thành phần:
+ Một phõn tử axit phốtphoric: H3PO4 + Một phõn tử đường đờụxiribụ C5H10O4 + Một trong 4 loại bazơ nitơ: A,T, G, X
- Cỏc loại nuclờụtớt liờn kết với nhau bằng liờn kết hoỏ trị giữa cỏc axit phốtphoric của nuclờụtớt này với phõn tử đường của nuclờụtớt kế tiếp hỡnh thành nờn chuỗi pụlinuclờụtớt
- Bốn loại Nuclờụtớt sắp xếp với thành phần, số lượng và trỡnh tự sắp xếp khỏc nhau tạo cho ADN cú tớnh đa dạng và tớnh đặc thự là cơ sở cho tớnh đa dạng và đặc thự ở cỏc lồi sinh vật b. Cấu trỳc khụng gian:
Mụ hỡnh cấu trỳc khụng gian của ADN được Oatxơn và Crớc cụng bố vào năm 1953 cú những đặc trưng sau:
- ADN là một chuỗi xoắn kộp gồm hai mạch poli nuclờụtớt quấn quanh một trục tưởng tượng theo chiều từ trỏi sang phải như một cỏI thang dõy xoắn với hai tay thang là cỏc phõn tử đường và axit phụtphoric xếp xen kẽ, cũn bậc thang là cỏc cặp bazơnitơ A – T, G – X
- Cỏc nuclờụtớt trờn hai mạch liờn kết với nhau theo nguyờn tắc bổ sung: A cú kớch thước lớn liờn kết với T cú kớch thước nhỏ bằng hai liờn kết hiđrụ, G cú kớch thước lớn liờn kết với X cú kớch thước nhỏ bằng ba liờn kết hiđrụ.
- Cỏc nuclờụtớt liờn kết với nhau tạo nờn cỏc vũng xoắn, mỗi vũng xoắn gồm 10 cặp nuclờụtớt, cú đường kớnh 20Ao và chiều dài là 34Ao
- Dựa vào nguyờn tắc bổ sung, nếu biết trỡnh tự sắp xếp của một mạch thỡ cú thể suy ra trỡnh tự sắp xếp của mạch cũn lạivà trong phõn tử ADN luụn cú : A = T,
G = X , tỉ số hàm lượng GA+T
+X luụn là một hằng số khỏc nhau cho từng lồi
2. Chức năng của ADN
- ADN lưu giữ và bảo quản thụng tin di truyền:
+ Thụng tin di truyền ddược mĩ hoỏ trong ADN dưới dạng cỏc bộ ba nuclờụtớt kế tiếp nhau, trỡnh tự này qui định trỡnh tự cỏc axitamin trong phõn tử prụtờin được tổng hợp
+ Mỗi đoạn của ADN mang thụng tin qui định cấu trỳc một loại prụtờin gọi là gen cấu trỳc, mỗi gen cấu trỳc cú từ 600 – 1500 cặp nuclờụtớt
- ADN cú chức năng truyền đạt thụng tin di truyền:
+ ADN cú khả năng tự nhõn đụI và phõn li. Sự tự nhõn đụi và phõn li của ADN kết hợp tự nhõn đụi và phõn li của NST trong phõn bào là cơ chế giỳp cho sự truyền đạt thụng tin di truyền từ tế bào này sang tế bào khỏc, từ thế hệ cơ thể này sang thế hệ cơ thể khỏc
+ ADN cú khả năng sao mĩ tổng hợp ARN qua đú điều khiển giiảI mĩ tổng hợp prụtờin. Prụtờin được tổng hợp tương tỏc với mụI trường thể hiện thành tớnh trạng
3. Tớnh đặc trưng của ADN
- Đặc trưng bởi số lượng, thành phần, trỡnh tự phõn bố cỏc nuclờụtớt, vỡ vậy từ 4 loại nuclờụtớt tạo nờn nhiều phõn tử ADN đặc trưng cho lồi
- Đặc trưng bởi tỉ lệ GA+T +X
- Đặc trưng bởi số lượng, thành phần, trỡnh tự sắp xếp cỏc gen trong nhúm gen liờn kết
4. Cơ chế tổng hợp ADN(tự nhõn đụi, tỏi sinh, tự sao)
- Quỏ trỡnh tổng hợp ADNdiễn ra trong nhõn tế bào tại NST ở kỡ trung gian của quỏ trỡnh phõn bào khi NST ở trạng thỏi sợi mảnh duỗi xoắn
- Dưới tỏc dụng của enzim ADN - pụlimeraza, hai mach đơn của ADN thỏo xoắn và tỏch dần nhau ra đồngthời cỏc nuclờụtớt trong mụI trường nội bào vào liờn kết với cỏc nuclờụtớt trờn hai mạch đơn của ADN theo nguyờn tắc bổ sung( A liờn kết với T bằng 2 liờn kết hiđrrụ và ngược lại, G liờn kết với X bằng 3 liờn kết hiđrụ và ngược lại). Kết quả từ 1 phõn tử ADN mẹ tạo ra 2 phõn tử ADN con giống nhau và giống ADN mẹ, trong mỗi ADN con cú một mạch đơn là của ADN mẹ, mạch cũn lại là do cỏc nuclờụtớt mụi trường liờn kết tạo thành
- Trong quỏ trỡnh tổng hợp ADN, một mạch được tổng hợp liờn tục theo chiều 5’ – 3’, mạch cũn lại được tổng hợp giỏn đoạn theo chiều 3’ – 5’
- AND được tổng hợp theo 3 nguyờn tắc:
+ NTBS: A liờn kết với T bằng 2 liờn kết hiđrrụ và ngược lại, G liờn kết với X bằng 3 liờn kết hiđrụ và ngược lại
+ Nguyờn tắc bỏn bảo tồn: trong mỗi ADN con cú một mạch là của ADN mẹ
+ Nguyờn tắc khũn mẫu: hai mạch đơn của ADN được dựng làm khũn để tổng hợp * ý nghĩa của quỏ trỡnh tự nhõn đụi:
- Sự nhõn đụi của ADN là cơ sơ rcho nhõn đụi của NST
- Sự nhõn đụi của ADN và NST kết hợp với cơ chế phõn li của chỳng trong nguyờn phõn, giảm phõn và cơ chế tỏi tổ hợp của chỳng trong thụ tinh tạo ra sự ổn định của ADN và NST qua cỏc thế hệ tế bào và cơ thể