Cấu tạo thành phần hóa học chức năng của adn năm 2024

ADN là vật chất di truyền của hầu hết các loại sinh vật và con người. Vậy ADN có chức năng và vai trò gì trong cuộc sống của sinh vật? Chúng ta cùng tìm hiểu thông tin dưới đây.

Tổng quan về ADN

ADN (hay DNA) – Axit Deoxyribonucleic là vật chất di truyền của hầu hết các loại sinh vật và con người, được thể hiện dưới dạng chuỗi xoắn kép. Hầu như mọi tế bào trong cơ thể con người đều có cùng ADN.

ADN chủ yếu nằm trong nhân tế bào (được gọi là ADN nhân), một lượng nhỏ ADN nằm trong ty thể (được gọi là ADN ty thể). Ty thể là bào quan có mặt trong tất cả các tế bào có nhân, đảm nhiệm nhiều vai trò quan trọng, trong đó chức năng chính là sản xuất năng lượng ATP cho mọi hoạt động sống của tế bào.

ADN là vật chất di truyền của hầu hết các loại sinh vật

Lịch sử phát hiện ADN

Năm 1869, ADN lần đầu tiên được phát hiện bởi nhà sinh hóa học người Thụy Sĩ Friedrich Miescher trong quá trình nghiên cứu tế bào bạch cầu.

Năm 1952, nhà hóa lý học Rosalind Franklin đã làm việc với nhà khoa học Maurice Wilkins tạo ra 2 bộ ảnh có độ phân giải cao của các sợi ADN. Từ các bức ảnh đã tính toán được kích thước của các sợi ADN và suy luận ra rằng nhóm phosphate nằm bên ngoài cấu trúc xoắn ốc của ADN.Năm 1953, James Watson và Francis Crick khám phá ra cấu trúc xoắn kép của ADN. Sử dụng dữ liệu tia X và xây dựng mô hình có sẵn, họ đã có thể giải quyết vấn đề đã làm cho các nhà khoa học hiểu lầm trong nhiều thập kỷ. Họ đã xuất bản bài báo nổi tiếng trên tờ Nature vào tháng 4 năm 1953 và năm 1962 họ được trao giải Nobel Sinh lý học và Y khoa.

Cấu tạo của ADN

ADN là một axit nucleic, cấu tạo từ các nguyên tố: C, H, O, N và P.

ADN được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân với đơn phân là Nucleotide (viết tắt là Nu).

Cấu tạo một nucleotide bao gồm: đường deoxyribose, nhóm phosphate, bazo nitơ.

Thông tin trong ADN được lưu trữ dưới dạng mã hóa được tạo thành từ 4 bazơ nitơ:

• Adenine (A)
• Cytosine (C)
• Thymine (T)
• Guanine (G)

Trong cơ thể con người, ước tính có khoảng 3 tỷ bazơ nitơ. Khoảng 99% các bazơ nitơ này giống nhau ở tất cả mọi người, 1% còn lại là đặc trưng riêng của mỗi người.

Thứ tự và cách sắp xếp của các bazơ nitơ xác định thông tin di truyền có sẵn quy định tính trạng và hình thái của các sinh vật.

Các bazơ nitơ liên kết với nhau tạo thành cặp bazơ: A liên kết với T, C liên kết với G. Các bazơ nitơ liên kết với phân tử đường và nhóm phosphate tạo thành Nucleotide (Nu).

Các nucleotide liên kết với nhau tạo thành một mạch đơn ADN (gọi là polynucleotide) bằng liên kết photphodieste (liên kết cộng hóa trị) giữa phân tử đường của nucleotide với nhóm phosphate của nucleotide tiếp theo.

Cấu tạo của ADN

Phân tử ADN được cấu tạo bởi hai mạch polynucleotide xoắn quanh nhau theo chiều từ trái sang phải, tạo thành cấu trúc xoắn kép.

Mỗi chu kỳ xoắn ADN bao gồm 10 cặp base nitơ dài 3,4nm. Đường kính của chuỗi xoắn ADN là khoảng 2nm.

Hai sợi ADN được liên kết với nhau bởi các liên kết hydro giữa các cặp base nitơ: A liên kết với T và G liên kết với C.

Hai sợi ADN trong chuỗi xoắn kép sẽ chạy song song và ngược chiều nhau. Mỗi sợi ADN sẽ có 2 đầu: đầu 5’(năm phẩy) kết thúc bởi nhóm phosphate và đầu 3’ (ba phẩy) kết thúc bởi nhóm hydroxyl (OH).

Cấu trúc không gian của ADN

Tính chất của ADN

ADN có tính chất đặc trưng sau:

Tính đa dạng:

• ADN có thể tạo ra vô số các dạng cấu trúc khác nhau do trình tự sắp xếp các base nitơ (A, T, G, C) rất đa dạng.
• Tính đa dạng của ADN là cơ sở cho sự khác biệt và đa dạng của các sinh vật trên Trái đất.

Tính đặc thù:

• Trình tự sắp xếp các base nitơ trong ADN của mỗi loài sinh vật là độc nhất cho mỗi loài và cho phép phân biệt giữa các loài khác nhau.

Ngoài ra, ADN có khả năng tự nhân đôi và sao chép. Quá trình nhân đôi ADN là quá trình tổng hợp 2 tế bào con giống nhau và giống tế bào mẹ dựa theo nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn.

Chức năng của ADN

Dưới đây là ba chức năng chính của ADN:

1. Lưu trữ thông tin di truyền

• ADN là nơi lưu giữ thông tin di truyền quy định cấu trúc và chức năng của tất cả các protein trong cơ thể.
• Thông tin di truyền được mã hóa bởi trình tự sắp xếp các base nitơ (A, T, G, C) trong ADN.
• Mỗi bộ ba base nitơ (codon) mã hóa cho một axit amin và chuỗi các axit amin tạo thành protein.

2. Truyền đạt thông tin di truyền

• ADN được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác thông qua quá trình nhân đôi ADN.
• Trong quá trình nhân đôi ADN, hai mạch đơn của ADN tách nhau ra và mỗi mạch làm khuôn mẫu để tổng hợp một mạch mới.
• Nhờ vậy, thông tin di truyền được bảo tồn và truyền lại cho các tế bào con.

3. Biểu hiện thông tin di truyền

• ADN được sử dụng làm khuôn mẫu để tổng hợp ARN thông tin (mRNA) trong quá trình phiên mã.
• mRNA sau đó được dịch mã bởi ribosome để tổng hợp protein.
• Protein là các phân tử thực hiện nhiều chức năng quan trọng trong cơ thể, như xúc tác các phản ứng hóa học, xây dựng cấu trúc tế bào và truyền tín hiệu.

Ứng dụng của ADN

ADN đóng vai trò quan trọng trong mọi hoạt động sống của sinh vật với nhiều ứng dụng khác nhau như:

• Y học: chẩn đoán bệnh, sàng lọc trước sinh, liệu pháp gen,…
• Pháp y: xác định danh tính, phân tích dấu vết để xác định thủ phạm
• Xét nghiệm ADN huyết thống: xác định các mối quan hệ huyết thống như cha con, ông bà cháu, anh chị em, xét nghiệm ADN thai nhi.
• Nông nghiệp: Cải thiện cây trồng, phát triển giống mới
• Sinh học phân tử: nghiên cứu gen, bản đồ gen
• Công nghệ sinh học: sản xuất protein, phát triển thuốc.

Như vậy, bài viết đã cung cấp các thông tin về ADN là gì. Hy vọng các thông tin trên sẽ hữu ích cho bạn. Ngoài ra, để cập nhật thêm các thông tin liên quan khác về ADN hãy ghé xem trang website của GENFAMILY thường xuyên để cập nhật thông tin hữu ích.