Tổng quan chung về ADN và bản chất của gen - quá trình nhân đôi ADN

Tổng quan chung về ADN và bản chất của gen - quá trình nhân đôi ADN

Bài viết hôm nay chúng tôi sẽ đưa ra cho bạn khái niệm ADN là gì và cách phân biệt ADN và ARN trong các cơ thể sống. Để biết thêm thông tin mời các bạn cùng đón đọc!

I. Tổng quan về ADN

    1. ADN là gì?

ADN là bộ phân cấu tạo quan trọng nên mã di truyền có chứa thông tin di truyền có tác dụng quy định hoạt động sống trong cơ thể của sinh vật và thể hiện rõ nhất ở  vi rút. ADN quy định các hoạt động sống như hoạt động sinh trưởng, sinh sản và phát triển,...

ADN có tác dụng giúp lưu trữ các thông tin sinh học và hệ thống các mã di truyền quy định cho quá trình tổng hợp protein. Liên kết hóa học của các mạch ADN khá vững chắc, khó phân cắt và chuỗi xoắn của mạch đơn giúp lưu trữ thông tin sinh học. Nhờ sự chia tách hai mạch đơn và thông tin được ghi chép lại. Các ADN không mã hóa chiếm khoảng 98% cơ thể không có vai trò trong việc xác địngh trình tự các protein thông qua phiên mã, dịch mã.

Mỗi mạch ADN được gắn vời 1 trong 4 nucleobase và hai mạch ADN chạy song song ngược chiều nhau. Thông tin được mã hóa và di truyền bởi 4 nucleobase.

ADN ở tại các tế bào của động vật, thực vật, nấm hay sinh vật nguyên sinh như ty thể hay lục lạp sẽ được lưu trữ tại nhân tế bào và một số bào quan. Tuy nhiên, ADN của sinh vật nhân sơ ( như vi khuẩn và vi khuẩn cổ) nằm trong tế bào chất do không có nhân tế bào.

Công thức liên quan:

• Công thức nuclêôtit đối với mỗi mạch của gen

• Công thức tính tổng số nu của AND(N)

    2. Gen là gì?

Gen được cấu tạo từ đoạn phân tử ADN chứa các dữ liệu mã hóa một chất xác định (như 1 chuỗi pôlipeptit hay 1 phân tử ARN)

Xét nghiệm ADN là phương pháp nhằm xác định quan hệ huyết thống được thực hiện bằng cách phân tích ADN của các cá nhân với nhau và xác định các thông tin lên quan đến di truyền của họ. Bằng các kế quả thí nghiệm, chúng ta sẽ dễ dàng xác định được các mối quan hệ huyết thống giữa các cá thể với nhau.. 

II. Nội dung quá trình nhân đôi ADN

Trong sinh học phân tử, ta gọi cơ chế sao chép các phân tử ADN trước mỗi lần phân bào xảy ra  là quá trình tổng hợp ADN hay còn được gọi là quá trình nhân đôi ADN. Quá trình này tạo ra hai ADN giống hết nhau nhưng khác nhau về tần số.

Nguyên tắc của quá trình nhân đôi: Bổ sung, nửa gián đoạn và bán bảo toàn.

• Nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T của môi trường và ngược lại, G liên kết với X môi trường và ngược lại.
• Nguyên tắc bán bảo tồn: Phân tử ADN con được tạo ra có một mạch của ADN ban đầu, một mạch mới được tổng hợp.
• Nguyên tắc nửa gián đoạn: Trên 1 chạc chữ Y có 1 mạch mới được tổng hợp liên tục và một mạch mới được tổng hợp gián đoạn.

Vị trí và thời điểm diễn ra quá trình:

- Tại kì trung gian, giữa 2 lần phân bào.

- Diễn ra tại nhân tế bào.

Diễn biến:

a) Quá trình nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ (gồm 3 bước):

• Bước 1: Thảo xoắn phân tử ADN. Nhờ các emzim thảo xoắn, 2 mạch đơn của phân tử ADN tách nhau dẫn tại khời điểm tải ban tạo nên 1 vòng tái ban gồm 2 chạc ( hình chữ Y ) xoắn theo 2 hướng ngược nhau và để lộ ra 2 mạch khuôn.
• Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới enzim ADN polimerara xúc tác hình thành mạch đơn mới theo chiều 5' - 3' ( ngược chiều với mạch làm khuôn). Các nuclêôtit của môi trường nội bào liên kết với nuclêôtit của mạch làm khuôn theo nguyên tắc bổ sung ( A, T, G, X ). Trên mạch khuôn 3' - 5', mạch mới được tông liên tục.Trên mạch 5' - 3', mạch mới được tổng hợp gián đoạn tạo nên các đoạn ngắn ( đoạn Okazaki ). Sau đó các đoạn Okazaki được nổi lại với nhau nhờ cnzim nổi Ligaza.
• Bước 3: Tạo hai phân tử ADN con các mạch mới tổng hợp đến đâu thì 2 mạch đơn xoăn đến đó tạo thành phân tử ADN con, trong đó có 1 mạch mới được tổng hợp còn mạnh kia là của ADN ban đầu.

b) Quá trình nhân đôi ADN ở cơ thể sinh vật nhân thực.

Về cơ bản, sự nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực gần giống với sự nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ, chỉ khác biệt ở một số điểm cơ bản sau:

• Sự nhân đôi ADN diễn ra đồng thời ở nhiều đơn vị nhân đôi trên cùng một phân tử ADN.
• Hệ enzim tham gia phức tạp hơn.

Ý nghĩa: Đảm bảo quá trình truyền đạt thông tin qua các thế hệ được nguyên vẹn.

III. So sánh ADN và ARN

Giống nhau:

• Đều được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, từ các đơn phân với nhau.
• Đều trực tiếp tham gia vào các quá trình quy định tính trạng.
• Đều có kích thước và khối lượng rất lớn.
• Đều có liên kết hóa học giữa các đơn phân
• Đều có cấy tạo dạng mạch xoắn.
• Đều là những thành phần quna trọng cấu tạo nên nhiễm sắc thể.
• Đều có đặc trưng về số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các đơn phần.

Khác nhau:

Khác	ADN	ARN
Cấu tạo	- Cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O, N, P. - Có kích thước và khối lượng lớn. - Đơn phân là các nicleotit. - Gồm bốn loại nucleotit chính: A, T, G, X. - Gồm hai mạch xoắn song song với nhau. - Có liên kết H giữa các mạch đơn, có liên kết Đ - P giữa các nu.	- Cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O, N, P. - Có kích thước và khối lượng lớn những nhỏ hơn ADN. -  Đơn phân là các nicleotit. - Gồm bốn loại nucleotit chính: A, T, G, X. - Gồm một mạch xoắn. - Không có liên kết H giữa các mạch đơn, có liên kết Đ - P giữa các nu.
Chức năng	Nơi lưu trữ các thông tin di truyền	là bản sao của gen cấu trúc, mang các thông tin quy định các protein tương ứng.

Luyện tập:  Bài tập ADN

ADN là một chương học quan trọng trong chương trình sinh học lớp 9. Chúng tôi hy vọng với những kiến thức trên đã giúp bạn có những cái hình dung chi tiết nhất về ADN và các nội dung liên quan. Chúc các bạn học tốt!