Câu 3: a. Hãy cho biết mạch polynucleotide được hình thành như thế nào. Xác định chiều hai mạch của phân tử DNA. b. Nêu và giải thích các đặc điểm cấu trúc khiến DNA đảm nhận được chức năng mang, bảo q...

Dưới đây là câu trả lời cho câu hỏi: a. Mạch polynucleotide của DNA được hình thành qua quá trình liên kết các nucleotide với nhau thông qua các phản ứng tạo liên kết phosphodiester. Cụ thể, mỗi nucleotide trong DNA bao gồm một đường deoxyribose, một nhóm phosphate và một base nitơ (A, T, G, C). Khi hai nucleotide liên tiếp kết hợp, nhóm phosphate của nucleotide sau liên kết với nhóm hydroxyl (–OH) ở vị trí 3' của đường deoxyribose của nucleotide trước, tạo thành liên kết phosphodiester (trong đó nhóm phosphate được nối giữa vị trí 5' của nucleotide sau và vị trí 3' của nucleotide trước). Quá trình này diễn ra liên tục để tạo thành xung đuôi đường-phosphate tạo thành "xương sống" của chuỗi DNA. Chiều của các mạch polynucleotide được xác định bởi các vị trí carbon của đường: • Một đầu của mạch có vị trí 5' (nơi nhóm phosphate gắn vào carbon số 5 của đường). • Đầu còn lại là 3' (nơi nhóm –OH nằm ở carbon số 3). Do đó, trong phân tử DNA xoắn kép, hai mạch luôn có chiều ngược nhau (cực đối hướng), nghĩa là một mạch có chiều từ 5' đến 3' thì mạch kèm cặp của nó có chiều ngược lại, từ 3' đến 5'. Đây được gọi là cấu trúc antiparallel. b. Các đặc điểm cấu trúc của DNA giúp đảm nhận chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền bao gồm: 1. Cấu trúc xoắn kép (double helix): • Mô hình xoắn kép của DNA tạo nên một cấu trúc ổn định, bền vững với ba chiều, bảo vệ thông tin di truyền bên trong khỏi những tác động từ môi trường. • Các mạch kỵ nước (hydrophobic) của các base nitơ nằm ở bên trong, trong khi phía ngoài là xương sống đường-phosphate có tính kỵ nước thấp hơn, giúp bảo vệ các base khỏi sự phá hủy. 2. Cặp base đặc hiệu: • Cơ chế kết đôi qua liên kết hydrogen giữa các cặp base nguyên tắc là A với T (qua 2 liên kết hydrogen) và G với C (qua 3 liên kết hydrogen) giúp duy trì tính chính xác khi sao chép DNA. • Sự kết hợp này tạo ra tính tự nhận diện, đảm bảo thông tin di truyền được chuyển giao trung thực trong quá trình sao chép. 3. Hệ thống dẫn truyền thông tin dựa trên thứ tự của các base nitơ: • Thứ tự của các nucleotide dọc theo chuỗi DNA tạo ra các mã di truyền đặc trưng, xác định trình tự axit amin trong protein. • Đây chính là “mã di truyền” giúp chuyển thông tin từ DNA sang RNA và sau đó là protein. 4. Cấu trúc antiparallel: • Việc sắp xếp các mạch theo chiều ngược nhau (antiparallel) không chỉ giúp việc hình thành liên kết hydrogen giữa các cặp base mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho các enzym tham gia trong quá trình sao chép và sửa chữa DNA. • Cơ chế sao chép bán bảo toàn (semiconservative replication) dựa trên sự độc lập của các mạch cho phép quá trình sao chép chính xác hơn. 5. Khả năng tái tạo và sửa chữa: • Cấu trúc đặc thù của DNA cho phép xảy ra quá trình kiểm tra và sửa chữa các sai sót trong quá trình sao chép, góp phần nâng cao độ chính xác của việc truyền đạt thông tin di truyền qua nhiều thế hệ. Như vậy, cấu trúc phân tử DNA với cách liên kết các nucleotide, chiều mạch xác định cùng những đặc điểm về sự ghép đôi và cấu trúc xoắn kép đã tạo điều kiện cho nó trở thành kho lưu trữ thông tin di truyền hiệu quả và đáng tin cậy trong mọi sinh vật sống.