Giải chi tiết

1. Quan sát hình 1.1 ta thấy: a) Cấu trúc của một nucleotide - Mỗi nucleotide gồm ba thành phần: + Nhóm phosphate (–PO₄²⁻) gắn vào C số 5′ của đường pentose. + Đường deoxyribose (5-carbon sugar) có ghi thứ tự cacbon 1′, 2′, 3′, 4′, 5′. + Bazơ nitơ (nitrogenous base) gắn vào C số 1′ của đường. - Bốn loại nucleotide trên DNA khác nhau ở thành phần bazơ nitơ, gồm: Adenin (A), Timin (T), Guanin (G) và Xitôzin (C). b) Liên kết phosphodiester giữa các nucleotide - Một liên kết phosphodiester hình thành khi nhóm –OH tại C-3′ của đường deoxyribose này phản ứng với nhóm phosphate gắn vào C-5′ của đường deoxyribose của nucleotide liền trước. - Kết quả: giữa hai đường deoxyribose nối với nhau qua nhóm phosphate tạo thành khung “đường – phosphate” liên tục, cho phân tử DNA định hướng 5′ → 3′. c) Sự kết cặp đặc hiệu và nguyên tắc bổ sung - Trên phân tử DNA, hai mạch đơn liên kết với nhau nhờ các liên kết hydro giữa các bazơ nitơ: + A luôn chỉ kết đôi với T bằng 2 liên kết hydrogen. + G luôn chỉ kết đôi với C bằng 3 liên kết hydrogen. - Nguyên tắc bổ sung (complementarity): trình tự bazơ trên mạch này xác định trình tự bazơ trên mạch kia sao cho luôn tuân theo cặp A–T và G–C. 2. Những đặc điểm cấu trúc của DNA đảm bảo cho nó thực hiện được chức năng lưu giữ và truyền đạt thông tin di truyền: - Cấu trúc xoắn kép (double helix) ổn định về mặt không gian, giúp bảo vệ thông tin di truyền ở bên trong, đồng thời cho phép hai mạch đơn tách ra dễ dàng khi cần phiên mã (transcription) hoặc nhân đôi (replication). - Hai mạch song song nhưng ngược chiều (antiparallel) với đầu 5′–3′ và 3′–5′ tạo tính định hướng, quan trọng cho việc tổng hợp mạch mới và cho các enzyme tham gia quá trình sao chép. - Khung đường – phosphate nằm ngoài, mang điện tích âm, giúp phân tử DNA bền vững trong môi trường nước và dễ tương tác với các protein. - Nguyên tắc bổ sung và các liên kết hydrogen giữa các bazơ đảm bảo sao chép bán bảo tồn (semi‐conservative replication): mỗi phân tử con nhận một mạch cũ làm khuôn, từ đó giảm sai sót và bảo toàn chính xác thông tin. - Các rãnh xoắn (major groove, minor groove) cung cấp các vị trí nhận diện đặc hiệu cho các protein điều hòa (transcription factors), hỗ trợ kiểm soát quá trình phiên mã.