ADN là gì? Cấu trúc không gian và Chức năng của ADN và ARN

ADN có vai trò vô cùng quan trọng trong cơ thể người và động vật. Việc mô tả cấu trúc không gian của ADN là câu hỏi của rất nhiều người. Vậy hãy cùng Bankstore.vn tìm hiểu ADN là gì cũng như mô tả cấu trúc không gian của ADN và ARN qua bài viết dưới đây nhé.

ADN là gì?

ADN

Axit đeoxiribonucleic (AND – ADNdeoxyribonucleic acid) là phân tử mang thông tin di truyền mã hóa cho hoạt động sinh trưởng, phát triển, chuyên hóa chức năng và sinh sản của các sinh vật và nhiều loài virus. (Deoxyribonucleic acid (DNA) is a molecule that carries the genetic instructions used in the growth, development, functioning and reproduction of all known living organisms and many viruses.)

Bạn đang xem: ADN là gì? Cấu trúc không gian và Chức năng của ADN và ARN

ADNvà RNA là những axit nucleic; cùng với protein, lipidvà những cacbohydrat cao phân tử (polysaccharide), chúng là một trong bốn loại đại phân tử chính có vai trò quan trọng thiết yếu đối với mọi dạng sống được biết đến. Phần lớn các phân tử ADNcấu tạo từ hai mạch polyme sinh học xoắn đều quanh một trục tưởng tượng tạo thành chuỗi xoắn kép.

Hai mạch ADNnày được gọi là các polynucleotide vì thành phần của chúng bao gồm các đơn phân(monome) gọi là nucleotide. Mỗi nucleotide được cấu tạo từ một trong bốn loại nucleobase chứa nitơ—hoặc là cytosine (C), guanine (G), adenine (A), haythymine (T)—liên kết với đường deoxyribose và mộtnhóm phosphat. Các nucleotide liên kết với nhau thành một mạch ADNbằngliên kết cộng hóa trị giữa phân tử đường của một nucleotide với nhóm phosphat của nucleotide tiếp theo, tạo thành “khung xương sống” đường-phosphat luân phiên vững chắc.

Những base nitơ giữa hai mạch đơn polynucleotide liên kết với nhau theonguyên tắc bổ sung (A liên kết với T, và C liên kết với G) thông qua các mối liên kết hiđro để tạo nên chuỗi ADNmạch kép. Tổng số lượng cặp base liên quan tới ADNtrên Trái Đất ước tính bằng 5,0 x 1037, và nặng khoảng 50 tỷ tấn. Để so sánh, tổng khối lượng của sinh quyển xấp xỉ bằng 4 nghìn tỷ tấn cacbon.

ADNlưu trữ thông tin sinh học, các mã di truyền đến các thế hệ tiếp theo và để chỉ dẫn cho quá trình sinh tổng hợp protein. Mạch đơn ADNcó liên kết hóa học vững chắc chống lại sự phân cắt, và hai mạch đơn của chuỗi xoắn kép lưu trữ thông tin sinh học như nhau. Thông tin này được sao chép nhờ sự phân tách hai mạch đơn. Một tỷ lệ đáng kể ADN(hơn 98% ở người) là các đoạn ADN không mã hóa (non-coding), nghĩa là những vùng này không giữ vai trò mạch khuôn để xác định trình tự protein thông qua các quá trình phiên mã, dịch mã.

Hai mạch ADN chạy song song theo hai hướng ngược nhau. Gắn với mỗi phân tử đường là một trong bốn loại nucleobase (hay các base). Thông tin di truyền được mã hóa bởi trình tự của bốn nucleobase gắn trên mỗi mạch đơn. Những mạch ARN được tổng hợp từ những khuôn mẫu ADN trong quá trình phiên mã. Và dưới sự chỉ dẫn của mã di truyền, phân tử ARN tiếp tục được diễn dịch để xác định trình tự các axit amino ở cấu trúc protein trong quá trình dịch mã.

ADN ở tế bào nhân thực (động vật, thực vật, nấm, và nguyên sinh vật) được lưu trữ bên trong nhân tế bào và một số bào quan, như ty thể hoặc lục lạp.[5] Ngược lại, ở sinh vật nhân sơ (vi khuẩn và vi khuẩn cổ), do không có nhân tế bào, ADN nằm trong tế bào chất. Bên trong tế bào, ADN tổ chức thành những cấu trúc dài gọi là nhiễm sắc thể (chromosome). Trong giai đoạn phân bào các nhiễm sắc thể hình thành được nhân đôi bằng cơ chế nhân đôi ADN, mang lại cho mỗi tế bào có một bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh. Ở nhiễm sắc thể sinh vật nhân thực, những protein chất nhiễm sắc (chromatin) như histone giúp thắt chặt và tổ chức cấu trúc DNA. Chính cấu trúc thắt chặt này sẽ quản lý sự tương tác giữa ADN với các protein khác, quy định vùng nào của ADN sẽ được phiên mã.

Xem thêm : Cuộc khởi nghĩa Lam Sơn: Nguyên nhân – Diễn biến – Kết quả và Ý nghĩa lịch sử

Friedrich Miescher đã cô lập được ADN lần đầu tiên vào năm 1869. Francis Crick và James Watson nhận ra cấu trúc phân tử chuỗi xoắn kép của nó vào năm 1953, dựa trên mô hình xây dựng từ dữ liệu thu thập qua ảnh chụp nhiễu xạ tia X do Rosalind Franklin thực hiện. (ADN was first isolated by Friedrich Miescher in 1869. Its molecular structure was identified by James Watson and Francis Crick in 1953, whose model-building efforts were guided by X-ray diffraction data acquired by Rosalind Franklin).

ADN trở thành một công cụ phân tử giúp các nhà nghiên cứu khám phá các lý thuyết và định luật vật lý sinh học, như định lý ergodic và lý thuyết đàn hồi. Những tính chất vật liệu độc đáo của ADN biến nó trở thành phân tử hữu ích đối với các nhà khoa học vật liệu quan tâm trong lĩnh vực chế tạo vật liệu cỡ micro và nano, như trong công nghệ nano DNA. Các tiến bộ trong lĩnh vực này bao gồm phương pháp origami ADN và vật liệu lai dựa trên DNA.

ADN là gì? Mô tả cấu trúc không gian của ADN

Khái niệm ADN

ADN là viết tắt của từ Axit Deoxyribonucleic. Đây là một loại axit nucleic và được cấu tạo chủ yếu từ các nguyên tố như Cacbon, Photpho, Oxi hay Nitơ… ADN hay ADN thực chất là cùng chỉ một khái niệm, đó là các phân tử gồm hàng triệu đơn phân mang thông tin di truyền từ thế hệ trước đến thế hệ sau. Để thực hiện chức năng này, ADN sẽ được phân đôi trong quá trình sinh sản và truyền lại cho những thế hệ sau.

Mô tả cấu trúc không gian của ADN

Cấu trúc không gian của ADN là vấn đề không thể bỏ qua khi nhắc tới ADN. Cụ thể, ADN được tạo thành từ từ hai mạch song song hình xoắn kép. Và hai mạch này xoắn đều xung quanh một trục cố định và theo chiều từ trái sang phải, tức là ngược chiều với kim đồng hồ.

Chính vì thế, các ADN thường được biết tới như một hình xoắn. Mỗi hình xoắn ở cơ thể mỗi người là khác nhau. Từ đó thể hiện đặc điểm riêng biệt của mỗi người. Trong đó, có 4 loại khối tạo thành ADN, đó là A, T, G, X. Các khối này được liên kết với nhau trong phân tử ADN thông qua các Nucleotit. Trong đó, A sẽ liên kết với T và G liên kết với X.

Tính chất và chức năng của ADN

ADN ở mỗi loài và khác nhau và đặc trưng cho từng loài. Các ADN có 2 tính chất đặc trưng, tiêu biểu, đó là tính đa dạng và tính đặc thù.

• Tính đa dạng: ADN vô cùng đa dạng, khi ta thay đổi số lượng hay thành phần và trình tự sắp xếp các nucleotit sẽ tạo ra các ADN khác nhau với số lượng vô cùng lớn.
• Tính đặc thù: các ADN khác nhau sẽ có đặc trưng khác nhau. Đặc trưng đó được thể hiện thông qua số lượng, trình tự sắp xếp hay thành phần của các nucleotit.

Chính nhờ hai tính chất này mà ADN có chức năng vô cùng quan trọng trong di truyền học, đặc biệt là việc xác định giống loài. Từ các phân tử ADN, các nhà khoa học có thể khám phá ra lịch sử phát triển của mỗi loài, cũng như tìm kiếm được các phương pháp hiệu quả để phòng tránh hoặc điều trị các bệnh do biến đổi gen.

Cấu trúc và chức năng của ARN

ARN là một bản sao được tạo ra từ ADN. Chính vì thế, khi mô tả cấu trúc không gian của ADN, chúng ta không thể bỏ qua ARN. Vậy, ARN có cấu trúc và chức năng thế nào?

Cấu trúc của ARN

ARN cũng là một đại phân tử sinh học và được cấu tạo dựa trên nguyên tắc đa phân. Mỗi phân tử ARN sẽ được tạo nên từ các đơn phân là các nucleotit.

Cấu trúc của ARN là cấu trúc mạch đơn và ngắn hơn nhiều so với một ADN thông thường. Cụ thể, từng loại ARN khác nhau sẽ có cấu trúc khác nhau.

• ARN thông tin (hay mARN): được tạo nên từ một chuỗi polinucleotit dưới dạng mạch thẳng có cấu trúc theo nguyên tắc bổ sung, dựa trên việc sao chép một đoạn ADN nhưng A được thay cho T.
• ARN riboxom (rARN): là thành phần cấu tạo nên các riboxom với các vùng xoắn kép cục bộ.
• ARN vận chuyển (tARN): có cấu trúc 3 thùy. Trong đó, có một thùy mang bộ 3 đối mã có trình tự bổ sung với bộ 3 đối mã có trên phân tử ARN thông tin.

Chức năng của ARN

Mỗi loại ARN sẽ có chức năng khác nhau.

• ARN thông tin: truyền đạt thông tin di truyền từ ADN tới các riboxom.
• ARN riboxom: liên kết với protein, qua đó tạo thành các riboxom.
• ARN vận chuyển: vận chuyển các axit amin tới các riboxom tương ứng, từ đó tạo nên các polipeptit.

Vậy là chúng ta đã tìm hiểu xong về các đặc điểm cơ bản ADN và ARN rồi. Hy vọng qua bài viết trên đây, bạn có thể tự mình mô tả cấu trúc không gian của ADN. Nếu có thắc mắc hay câu hỏi nào, hãy nhanh chóng để lại nhận xét dưới đây để cùng nhau trao đổi nhé.

Nguồn: https://bankstore.vn
Danh mục: Giáo Dục