Title I. ADN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN - 43 trang.doc ✅

- Trên mỗi mạch đơn của ADN các đơn phân liên kết với nhau thành chuỗi dài nhờ các liên kết cộng hóa trị (hay còn gọi là liên kết photphodieste). - Liên kết cộng hóa trị được hình thành giữa đường C 5 H 10 O 4 của nuclêôtit này với phân tử H 3 PO 4 của nuclêôtit kế tiếp. - Liên kết cộng hoá trị là liên kết rất bền vững, giúp đảm bảo cho thông tin di truyền trên mỗi mạch đơn ổn định kể cả khi ADN thực hiện quá trình tái bản và phiên mã.  Mạch kép: - Phân tử ADN có cấu trúc mạch kép gồm 2 mạch đơn liên kết lại với nhau nhờ các liên kết hidro theo nguyên tắc bổ sung (NTBS). - Liên kết hidro là các liên kết yếu, dễ bị bẻ gãy nên đảm bảo cho phân tử ADN có khả năng linh động cao, giúp 2 mạch đơn dễ dàng tách nhau ra và liên kết lại trong quá trình thực hiện tái bản và phiên mã. - NTBS: A của mạch đơn này có kích thước lớn liên kết bổ sung với T của mạch đơn kia có kích thước bé bằng 2 liên kết hidro. G của mạch đơn này có kích thước lớn liên kết bổ sung với X của mạch đơn kia có kích thước bé và nối với nhau bằng 3 liên kết hidro và ngược lại. - Trong cấu trúc mạch kép của ADN, 2 mạch đơn có chiều ngược nhau. Mạch gốc có chiều 3’- 5’, mạch còn lại là mạch bổ sung có chiều 5’-3’.
 Cấu trúc trong không gian: - ADN là một chuỗi xoắn kép quấn song song quanh một trục tưởng tượng trong không gian theo chiều từ trái sang phải (xoắn phải, ngược chiều kim đồng hồ). - Trong phân tử ADN, do các cặp nucleotit liên kết với nhau theo NTBS đã đảm bảo cho chiều rộng của chuỗi xoắn kép bằng 20 o A , khoảng cách giữa các bậc thang trên các chuỗi xoắn bằng 3,4 o A , phân tử ADN xoắn theo chu kì xoắn, mỗi chu kì xoắn có 10 cặp nucleotit, có chiều cao 34 o A . - Ý nghĩa của cấu trúc mạch xoắn kép: + Đảm bảo tính ổn định của cấu trúc không gian. + Đảm bảo ADN có kích thước lớn bền vững hơn cấu trúc mạch đơn. + Đảm bảo ADN nhân đôi theo nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo toàn. + Thuận lợi cho việc phục hồi các tiền đột biến về trạng thái bình thường.  Đặc trưng của ADN: - ADN đặc trưng bởi số lượng, thành phần trình tự phân bố các nucleotit, vì vậy từ 4 loại nucleotit đã tạo nên nhiều loại phân tử AND đặc trưng cho mỗi loài. - ADN khác nhau được đặc trưng bởi tỉ lệ A+T/G+X - ADN đặc trưng bởi số lượng, thành phần trình tự phân bố các gen trong từng nhóm gen liên kết.  Chức năng: - ADN là vật chất lưu giữ, bảo quản thông tin di truyền dưới dạng các mã bộ ba nuclêôtit. - ADN có chức năng truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ thông qua sự sao chép. - ADN có chức năng phiên mã cho ra các ARN, từ đây sẽ dịch mã để tạo nên protein đặc thù và tạo nên tính đa dạng của sinh vật. 2. Quá trình nhân đôi ADN.  Vị trí - thời điểm: Diễn ra trong nhân tế bào, ngay trước khi tế bào bước vào giai đoạn phân chia.  Nguyên liệu: - Enzim: Enzim tham gia Chức năng
Tháo xoắn Dãn xoắn và tách hai mạch kép của ADN để lộ hai mạch đơn ARN polimeraza Tổng hợp đoạn mồi ARN bổ sung với mạch khuôn ADN polimeraza Gắn các nucleotit tự do ngoài môi trường vào liên kết với các nucleotit trong mạch khuôn để tổng mạch mới hoàn chỉnh. Ligaza Nối các đoạn Okazaki thành mạch mới hoàn chỉnh - Khuôn mẫu là ADN - 4 loại nucleotit: A, T, G, X. - ATP  Diễn biến: Gồm 3 bước: Bước 1: Phân tử ADN mẹ tháo xoắn: - Nhờ các enzim tháo xoắn, 2 mạch đơn của phân tử ADN mẹ tách nhau dần tạo nên chạc chữ Y và để lộ ra 2 mạch khuôn, trong đó một mạch có đầu 3’-OH, còn mạch kia có đầu 5’-P. Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới: - Enzim ADN polimeraza lần lượt liên kết các nuclêôtit tự do từ môi trường nội bào với các nuclêôtit trên mỗi mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung. Vì enzim ADN- polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5’3’ - Trên mạch khuôn có đầu 3’ thì mạch bổ sung được tổng hợp liên tục theo chiều 5’3’ cùng chiều với chiều tháo xoắn. - Trên mạch khuôn có đầu 5’ thì mạch bổ sung được tổng hợp ngắt quãng tạo nên các đoạn ngắn gọi là đoạn Okazaki cũng theo chiều 5’3’ ngược chiều với chiều tháo xoắn, sau đó các đoạn này được nối lại với nhau nhờ enzim nối ADN - ligaza Bước 3: Hai phân tử mới được tạo thành - Mạch mới tổng hợp đến đâu thì 2 mạch đơn (một mạch được tổng hợp và một mạch cũ của phân tử ban đầu) đóng xoắn lại với nhau tạo thành hai phân tử ADN con - Kết thúc quá trình nhân đôi: Hai phân tử ADN con được tạo thành có cấu trúc giống hệt nhau và giống ADN mẹ ban đầu. Chú ý: - Ở sinh vật nhân sơ, mỗi phân tử ADN là một đơn vị tái bản, khi tái bản tạo nên hai phễu tái bản. Đối với sinh vật nhân chuẩn, mỗi ADN gồm nhiều đơn vị tái bản. - Mỗi đơn vị tái bản gồm có hai chạc chữ Y phát sinh từ một điểm khởi đầu và được nhân đôi theo hai hướng.