CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA ADN pps

CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA ADN



1. Cấu trúc
Năm 1953, J.Oatxơn và F.Cric đã xây dựng mô hình cấu trúc không gian
của phân tử ADN.


Theo mô hình này, ADN là một chuỗi xoắn kép gồm 2 mạch pôlinuclêôtit
xoắn đều quanh một trục theo chiều từ trái sang phải như một thang dây
xoắn, mà 2 tay thang là các phân tử đường và axit phôtphoric sắp xếp xen kẽ
nhau, còn mỗi bậc thang là một cặp bazơ nitric đứng đối diện và liên kết với
nhau bằng các liên kết hiđrô theo nguyên tắc bổ sung, nghĩa là một bazơ lớn
(A hoặc G) được bù bằng một bazơ bé (T hoặc X) hay ngược lại. Do đặc
điểm cấu trúc, ađenin chỉ liên kết với timin bằng 2 liên kết hiđrô và guanin
chỉ liên kết với xitôzin bằng 3 liên kết hiđrô.
Theo nguyên tắc bổ sung, nếu biết được trình tự sắp xếp các nuclêôtit
trong mạch đơn này thì có thể suy ra trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong
mạch đơn kia. Ví dụ, trên 1 mạch đơn chuỗi nuclêôtit sắp xếp theo thứ tự:
A_G_G_X_T_A_X thì đoạn mạch đơn tương ứng có trình tự
T_X_X_G_A_T_G. Một hệ quả nữa của nguyên tắc bổ sung là trong phân tử
ADN số ađenin bằng số timin, số guanin bằng số xitôzin và do đó A + G = T
+ X. Tỉ số (A + T)/(G + X) trong các ADN khác nhau thì khác nhau va` đặc
trưng cho từng loài.
Mô hình Oatxơn – Cric cũng chỉ ra rằng đường kính vòng xoắn của phân
tử ADN là 20Å , nhưng chiều dài có thể đạt tới hàng chục, thậm chí hàng
trăm micrômet (phân tử prôtêin lớn nhất cũng chỉ có chiều dài 0,1
micrômet). Mỗi vòng xoắn của chuỗi xoắn kép ADN dài 34Å và gồm 10 cặp
nuclêôtit. Như vậy mỗi cặp nuclêôtit ứng với 3,4Å .

2. Chức năng của ADN
Bằng lý thuyết và cả thực nghiệm, người ta đã chứng minh rằng chức năng
của ADN là bảo quản và truyền đạt thông tin về cấu trúc toàn bộ các loại
prôtêin của cơ thể sinh vật, do đó qui định các tính trạng va` đặc tính của cơ
thể.
Theo ngôn ngữ thông tin thì thông tin di truyền (thông tin về cấu trúc của
các prôtêin) được mã hoá trong ADN, tức là trình tự sắp xếp các axit amin
trong prôtêin được qui định bởi trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong ADN.
Mỗi đoạn của phân tử ADN mang thông tin qui định cấu trúc của một loại
prôtêin được gọi là gen cấu trúc. Thông thường, một gen cấu trúc gồm
khoảng 600 – 1500 cặp nuclêôtit.
Mỗi axit amin trong phân tử prôtêin được xác định bằng 3 nuclêôtit kế tiếp
nhau trong ADN. Đó là sự mã hoá bộ ba, còn tổ hợp 3 nuclêôtit ứng với 1
axit amin là đơn vị mã (bộ ba mã hoá hay condon). Ta dễ dàng nhận thấy số
tổ hợp các bộ ba từ 4 loại nuclêôtit là 4
3
= 64.
Thực nghiệm đã chứng minh rằng chỉ có 61 tổ hợp được sử dụng để mã
hoá axit amin vì trong một số trường hợp, một axit amin tương ứng với
nhiều bộ ba mã hoá khác nhau. Mặt khác, có những bộ ba không xác định
một axit amin nào mà làm nhiệm vụ kết thúc sự tổng hợp chuỗi pôlipeptit.