ADN và DNA

Bài giảng về tế bào xoắn kép ADN
Hình ảnh
Lý thuyết
TÀI LIỆU
Các đặc tính lý hóa của phân tử ADN
SCIENCE AND TECHNOLOGY
0
Sự kết hợp và tách rời 2 chuỗi đơn
Các liên kết hydro giữ hai chuỗi xoắn kép là những liên kết yếu khiến chúng dễ dàng được tách ra nhờ enzyme (trong điều kiện invitro) hoặc nhiệt độ trên 90 °C ( điều kiện invitro, PCR). Những enzyme như helicase có chức năng tháo xoắn các chuỗi cho phép cho các ADN polymerase, RNA polymerase thực hiện hoạt động. Trong quá trình tháo xoắn, các helicase phải cắt liên kết phosphodieste của một trong hai chuỗi để tránh các chuỗi bị xoắn vòng quanh.
ADN vòng
Trong tự nhiên, cũng như ở điều kiện invitro, phân tử ADN có thể tồn tại dưới dạng sợi vòng, mạch kép. Ở dạng cấu trúc này, cấu trúc xoắn không gian không dễ dàng bị tháo xoắn do nhiệt hay các quá trình hoá học nếu không làm đứt gãy 1 mạch. Trong tự nhiên, các topoisomerase thực hiện nhiệm vụ tháo xoắn bằng cách cắt tạm thời một mạch và gắn lại sau khi đã tháo xoắn, quá trình này là bước khởi đầu cho hoạt động phiên mã. Trong phòng thí nghiệm, người ta có thể gắn nối 2 đầu của sợi ADN mạch thẳng thành 1 ADN vòng trong quá trình tạo ra các plasmid tái tổ hợp.
Chiều dài vĩ đại và bề ngang nhỏ bé
Chiều ngang nhỏ bé của chuỗi xoắn kép làm nó không thể được tìm ra bởi kính hiển vi điện tử thông thường, trừ khi được nhuộm màu thật đậm. Cùng lúc đó, ADN tìm thấy trong một số tế bào có thể đạt chiều dài ở cấp vĩ mô -- xấp xỉ 5 centimetre trong nhiễm sắc thể của người.Do đó, tế bào phải nén hay "đóng gói" ADN để có thể mang nó. Đó là một trong những chức năng của nhiễm sắc thể khi nó chứa những protein hình ống tên histone xung quanh dải ADN. Nhiễm sắc thể sẽ quấn quanh protein histone này làm ADN có chiều dài "gọn hơn".
các dạng hình học khác nhau của chuỗi xoắn kép
Chuỗi xoắn kép ADN có thể xem tồn tại dưới một trong 3 dạng hình học tương đối khác nhau, trong đó dạng "B" (được James D. Watson và Francis Crick miêu tả) là dạng phổ biến nhất trong tế bào. Phân tử dạng "B" rộng 2 nanomet và dài 3,4nanomet trung bình cho 10 nucleotide. Đây cũng là độ dài xấp xỉ của một đoạn phân tử ADN khi nó xoay đúng 1 vòng quanh trục. Tần số vòng xoay này (được gọi là bước xoắn) phụ thuộc nhiều vào lực nén mà 1 base tác động lên base kế cận trong mạch.
ADN siêu xoắn
Dạng "B" của chuỗi xoắn kép ADN xoay 360° cho mỗi 10,6bp mà không chịu sức căng nào. Nhưng có rất nhiều quá trình sinh học có thể tạo ra sức căng. Một đoạn ADN quá hoặc không đủ lực xoắn được gọi lần lượt tương ứng là siêu xoắn dương hay siêu xoắn âm. ADN trong tế bào thường ở dạng siêu xoắn âm, tạo điều kiện dễ dàng cho quá trình mở xoắn - cần thiết trong phiên mã tạo ARN.
Điều kiện hình thành dạng xoắn "A" và "Z"
Hai dạng khác của chuỗi xoắn kép ADN được gọi là dạng "A" và dạng "Z". Hai dạng này khác biệt chính với dạng "B" ở hình dạng và kích thước. Dạng "A" thường xuất hiện trong các mẫu ADN mất nước (chẳng hạn như mẫu dùng trong các thí nghiệm tinh thể hóa) và có thể trong dạng lai ADN-ARN. Những đoạn ADN trong tế bào được methyl hóa cho các mục tiêu điều hòa có thể mang dạng "Z" - 2 mạch đơn xoay quanh trục như đối xứng qua gương với dạng "B".
Bảng so sánh tính chất của các dạng xoắn kép

Những cấu hình không xoắn của ADN
ADN còn tồn tại dưới những cấu hình khác, gọi là những cấu hình không xoắn, ví dụ như cấu hình "side-by-side" (SBS). Thực chất, người ta vẫn chưa thể chắc chắn là ADN dạng B là dạng phổ biến nhất trong tế bào sinh vật.
Bài giảng về DNA (deoxyribonucleic acid)
Hình ảnh
Lý thuyết




DNA là gì?
Chúng ta đều biết rằng, voi chỉ sinh những con voi nhỏ, hươu cao cổ với hươu cao cổ,con chó với chó và như vậy cho tất cả các loại sinh vật sống. Nhưng tại sao lại như vậy?

Câu trả lời nằm trong một phân tử gọi là deoxyribonucleic acid (DNA), trong đó có các hướng dẫn sinh học mà làm cho mỗi loài độc đáo. DNA, cùng với các hướng dẫn mà nó chứa, được truyền từ sinh vật trưởng thành cho con cái của họ trong quá trình sinh sản.



DNA được tìm thấy ở đâu?
Trong các sinh vật được gọi là sinh vật nhân chuẩn, DNA được tìm thấy bên trong một khu vực đặc biệt của tế bào được gọi là hạt nhân. Bởi vì các tế bào là rất nhỏ, và vì các sinh vật có nhiều phân tử DNA trong mỗi tế bào, mỗi phân tử DNA phải được đóng gói chặt chẽ. Đây là hình thức đóng gói của DNA được gọi là nhiễm sắc thể.

Trong quá trình sao chép DNA, DNA tháo để nó có thể được sao chép. Tại các thời điểm khác trong chu kỳ tế bào, DNA cũng tháo để hướng dẫn của nó có thể được sử dụng để tạo ra các protein và quá trình sinh học khác. Nhưng trong quá trình phân chia tế bào, DNA ở dạng nhiễm sắc thể nhỏ gọn của nó cho phép chuyển giao cho các tế bào mới.

Các nhà nghiên cứu đề cập đến DNA tìm thấy trong nhân của tế bào như DNA hạt nhân. Hoàn thành thiết lập của một sinh vật của DNA hạt nhân được gọi là hệ gen của nó.

Bên cạnh đó các DNA nằm trong nhân, con người và các sinh vật phức tạp khác cũng có một lượng nhỏ DNA trong các cấu trúc tế bào được gọi là ty lạp thể. Ti thể tạo ranăng lượng của tế bào cần để hoạt động đúng.

Trong sinh sản hữu tính, sinh vật thừa kế một nửa của DNA hạt nhân của họ từ nam giới và một nửa từ phụ nữ. Tuy nhiên, sinh vật thừa hưởng tất cả các DNA ty thể của họ từ phụ nữ. Điều này xảy ra chỉ vì các tế bào trứng, và không phải tế bào tinh trùng, giữ cho ty lạp thể của họ trong quá trình thụ tinh.