Phân tích mối quan hệ giữa ADN, gen và nhiễm sắc thể. Vì sao có thể nói “ADN là cơ sở vật chất di truyền ở cấp độ phân tử”?

1. Khái niệm cơ bản - ADN (axit deoxyribonucleic) là phân tử sinh học mang thông tin di truyền, gồm hai mạch polinuclêôtit xoắn kép. - Gen là một đoạn mạch ADN có kích thước xác định, chứa bộ mã di truyền để tổng hợp một chuỗi polipeptit (protein) hoặc một phân tử ARN chức năng. - Nhiễm sắc thể là cấu trúc cao nhất của vật chất di truyền ở tế bào nhân chuẩn, hình que hoặc hình que ngắn, gồm một phân tử ADN rất dài cuộn xoắn chặt quanh protein histon và các protein khác. 2. Mối quan hệ giữa ADN – Gen – Nhiễm sắc thể - Từng nhiễm sắc thể thực chất là một phân tử ADN duy nhất (cực dài), trên đó có hàng ngàn đến hàng vạn gen sắp xếp nối tiếp nhau. - Mỗi gen là “một đoạn” trên phân tử ADN ấy, chứa trật tự nuclêôtit theo thứ tự xác định (mã di truyền) để mã hóa nên sản phẩm sinh học (protein hoặc ARN). - Protein histon và các protein khác bọc quấn quanh phân tử ADN tạo nên cấu trúc ống nucleôxôm, sau đó gấp cuộn cao độ và tổ chức thêm các mức độ đóng gói nữa thành nhiễm sắc thể. 3. Tại sao nói “ADN là cơ sở vật chất di truyền ở cấp độ phân tử”? - ADN chính là “vật liệu” lưu giữ toàn bộ thông tin di truyền của loài: trình tự các nuclêôtit A–T–G–X tạo nên mã di truyền quyết định cấu trúc và chức năng mọi protein trong tế bào. - Trong quá trình phân bào, ADN có khả năng tự sao (replication) chính xác, đảm bảo truyền nguyên vẹn thông tin di truyền từ tế bào mẹ sang tế bào con. - ADN chịu trách nhiệm cả về tính ổn định (bảo tồn thông tin) lẫn tính biến dị (nhờ đột biến, tái tổ hợp), là nền tảng cho di truyền học phân tử. - Mọi hiện tượng di truyền, từ tính trạng cơ bản đến bệnh di truyền, đều khởi nguồn từ mã hóa và biểu hiện của ADN. Tóm lại, ADN mang toàn bộ “thông điệp” di truyền ở cấp độ phân tử, gen là từng đơn vị chức năng trên phân tử ấy, và nhiễm sắc thể là dạng đóng gói cao nhất giúp bảo quản, phân phối ADN trong tế bào.