Trình bày cấu tạo và chức năng của ADN trong tế bào.

Question

Quang · Accepted Answer

* Cấu tạo hóa học của ADN ADN (Axit Đêôxiribônuclêic) là đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là các nucleotit. Mỗi nucleotit cấu tạo bởi các nguyên tố C, H, O, N, P, gồm 3 thành phần: + 1 gốc bazơ nitơ (A, T, G, X). + 1 gốc đường đêoxiribôzơ (C5H10O4) + 1 gốc Axit photphoric (H3PO4) Nucleotit liền nhau liên kết với nhau bằng liên kết hóa trị (phosphodieste)- giữa gốc đường đêoxiribôzơ (C5H10O4) của nucleotit này với gốc axit photphoric (H3PO4) của nucleotit khác để tạo nên chuỗi polinucleotit. * Cấu trúc không gian của phân tử ADN Theo mô hình Wat-son và Crick: Mỗi phân tử ADN là một chuỗi xoắn kép gồm hai mạch polinucleotit song song ngược chiều nhau (chiều 3'→5' và chiều 5'→3'). Các nucleotit của hai mạch liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung giữa các bazơ nitơ. + A - T liên kết với nhau bằng 2 liên kết H + G - X liên kết với nhau bằng 3 liên kết H Khoảng cách giữa hai cặp bazơ là 3,4Å. Một chu kì vòng xoắn cao 3,4 nm (34 Å) gồm 10 cặp nucleotit (20 nucleotit), đường kính của vòng xoắn là 20Å. * Chức năng ADN - Mang thông tin di truyền là số lượng, thành phần, trình tự các nuclêôtit trên ADN. - Bảo quản thông tin di truyền: mọi sai sót trên phân tử ADN hầu hết đều được các hệ thống enzim sửa sai trong tế bào sửa chữa. - Truyền đạt thông tin di truyền (qua nhân đôi ADN) từ tế bào này sang tế bào khác.

Timi · Answer

I. CẤU TẠO CỦA ADN  
1. Đơn phân (nucleotit)  
   - Gồm ba thành phần:  
     • Đường deoxyribose (5‐C)  
     • Nhóm phosphate  
     • Base nitơ (4 loại: Adenin – A, Timin – T, Guanin – G, Xitozin – C)  
   - Liên kết phosphodiester nối nhóm phosphate của nucleotit này với –OH ở vị trí 3′ của đường nucleotit kế tiếp, tạo nên “khung đường–phosphate” xuyên suốt mạch.

2. Cấu trúc mạch kép xoắn  
   - Hai mạch polynucleotit song song, theo chiều ngược chiều nhau (antiparallel: một đầu 5′–3′, mạch kia 3′–5′).  
   - Các base nitơ hướng vào trong, liên kết theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết T bằng 2 liên kết H, G liên kết C bằng 3 liên kết H.  
   - Toàn bộ xoắn theo chiều phải, mỗi vòng xoắn đầy đủ cách nhau ~0,34 nm, bước xoắn ~3,4 nm (10 cặp base).

3. Cấp bậc đóng gói cao hơn  
   - ADN quấn quanh protein histon thành nucleosome → sợi chromatin độ dày ≈ 10 nm.  
   - Cuộn xoắn tiếp thành sợi 30 nm, sau đó đóng gói siêu xoắn, tạo nhiễm sắc thể rõ ràng ở kỳ phân bào.

II. CHỨC NĂNG CỦA ADN TRONG TẾ BÀO  
1. Lưu giữ thông tin di truyền  
   - Trình tự các nucleotit mã hóa thông tin tổng hợp protein và RNA, quyết định mọi đặc tính di truyền.

2. Nhân đôi (tự sao)  
   - Trước khi phân chia, hai mạch tách nhau dưới tác động của enzym helicase; mỗi mạch làm khuôn để tổng hợp thêm mạch mới nhờ enzym DNA polymerase → hai phân tử ADN con giống hệt ban đầu.

3. Phiên mã tổng hợp RNA  
   - Enzym RNA polymerase đọc mã gốc (mạch khuôn) để tổng hợp mRNA, rRNA, tRNA…  
   - mRNA sau đó chuyển đến ribosome để dịch mã thành chuỗi polypeptide (protein).

4. Điều hòa biểu hiện gen  
   - Các vùng điều khiển (promoter, enhancer, silencer…) trên ADN tương tác với yếu tố phiên mã và protein điều hòa, quyết định khi nào, ở mô nào, với cường độ bao nhiêu gen được biểu hiện.

5. Di truyền và biến dị  
   - Khi giao tử kết hợp, ADN truyền thông tin bố mẹ sang thế hệ con.  
   - Các đột biến (thay thế, mất mảnh, lặp mảnh…) trong cấu trúc ADN là cơ sở cho biến dị di truyền, nguyên liệu cho tiến hóa.