3 ,4 nm 0 ,34 nm ( b) C ấ u trúc hóa h ọ c c ủ a m ộ t ph ầ n DNA ( a) C ấ u trúc c ủ a DNA
86
Hình 4.8. Chuỗi xoắn kép của DNA
Phân tử DNA trong nhiễm sắc thể của sinh vật eukaryote ở dạng thẳng, còn ở phần lớn tế bào prokaryote (vi khuẩn) phân tử DNA có dạng vịng. Dù ở dạng nào thì các phân tử DNA ều tồn tại dưới dạng cuộn chặt. Trong tế bào eukaryote, DNA kết hợp chặt chẽ với các protein là histone.
87 DNA DNA nucleotide . Hình 4.9. Cấu trúc của các nucleotide iển hình.
DNA của eukaryote có kích thước rất lớn (ví dụ DNA ở người có thể dài ến 1 m) nên câu hỏi ặt ra là phân tử này phải ược nén như thế nào vào thể tích rất hạn chế của nhân. Việc nén ược thực hiện ở nhiều mức ộ, mức ộ thấp nhất là nucleosome và mức ộ cao nhất là cấu trúc nhio ễm sắc chất. Thật vậy, ường kính của chuỗi xoắn DNA chỉ là 20A , trong khi sợi nhio ễm sắc chất quan sát do ưới kính hiển vi iện tử có ường kính 100A , ơi khi ạt 300A . Điều này chứng tỏ phân tử DNA tham gia hình o thành những cấu
trúc phức tạp hơn (Hình 4.10). Sợi có ường kính 100A là một chuỗi nhiều nucleosome. Đó là những cấu trúc hình thành từ một o chuỗi DNA quấn quanh một lõi gồm 8 phân tử histon. Sợi 100A này o ược tổ chức thành cấu trúc phức tạp hơn là sợi có ường kính 300A . Trong nhân tế bào, các sợi vừa kể trên kết hợp chặt chẽ với nhiều protein khác nhau và cả với các RNA tạo hành nhiễm sắc chất, mức ộ tổ chức cao nhất của DNA
T hymine (T) Adenine (A) Cytosine (C) Phosphate Đườ n g (deoxyribose) Guanine ( G )
88
Hình 4.10. Cấu trúc nucleosome và nhiễm sắc thể.
Phân tử DNA ược sắp xếp trên nhiễm sắc thể làm cho chiều dài ngắn lại hơn 50.000 lần.
Các DNA ở eukaryote có ặc iểm khác với DNA prokaryote. Toàn bộ phân tử DNA prokaryote ều mang thơng tin mã hóa cho các protein trong khi ó DNA eukaryote bao gồm những trình tự mã hố (các exon) xen kẽ với những trình tự khơng mã hố (intron). Các trình tự mã hố ở eukaryote chìm ngập trong một khối lớn DNA mà cho ến nay vẫn chưa rõ tác dụng. Tùy theo mức ộ hiện diện của chúng trong nhân, các trình tự DNA ược chia làm ba loại:
- Các trình tự lặp lại nhiều lần. Ví dụ: ở ộng vật có vú các trình tự này chiếm 10-15% genome (hệ gen). Đó là những trình tự DNA ngắn (10200