DNA

DNA là gì?

DNA là vật chất di truyền cốt lõi của mọi sinh vật, giữ vai trò quyết định trong việc lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền. Hiểu rõ chức năng của DNA giúp học sinh nắm vững nền tảng kiến thức Sinh học 12 và áp dụng hiệu quả trong các dạng bài thi.

1. DNA

a. Định nghĩa DNA

DNA (Deoxyribonucleic acid) là vật chất di truyền cơ bản của hầu hết sinh vật (trừ một số virus RNA).
Đây là một đại phân tử sinh học có cấu trúc xoắn kép, lưu giữ, bảo quản, truyền đạt và biểu hiện thông tin di truyền ở mức độ phân tử.

b. Cấu trúc DNA

- DNA có cấu trúc đa phân, các đơn phân là nucleotide - Mỗi nucleotide được cấu tạo gồm: + 1 Nitrogen base: cytosine (C), guanine (G), adenine (A), hay thymine (T) + Đường deoxyribose (5C) + Một nhóm phosphate (phosphoric acid). → Tạo nên bốn nucleotide khác nhau ở base nitrogen.

Hình 1. Mô tả cấu trúc DNA

- Các nucleotide liên kết nhau nhờ liên kết phosphodiester (là liên kết giữa đường của nucleotide này với photphoric acid của nucleotide kế tiếp → Đây là liên kết bền vững)

- Hai mạch đơn liên kết nhau nhờ liên kết hydrogene → DNA: là liên kết mà base có kích thước lớn (A, G) liên kết với một base có kích thước bé (T, C), cụ thể: A liên kết với T bởi 2 liên hydrogene và G liên kết với C bởi 3 liên kết hydrogene.

Bảng 1. Vai trò của liên kết hydrogen trong cấu trúc DNA

c. Chức năng DNA

- Mang thông tin di truyền

+ DNA là một đại phân tử hữu cơ, cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là nucleotide. Một phân tử DNA được cấu tạo bởi lượng lớn nucleotide. Mỗi loài khác nhau sẽ có phân tử DNA đặc trưng bởi số lượng và trình tự các nucleotide. Sự sắp xếp trình từ các nucleotide là thông tin di truyền quy định trình tự các protein quy định tính trạng của mỗi sinh vật.

+ Thành phần, số lượng và trật tự sắp xếp các nucleotide trên mạch đơn của DNA là thông tin di truyền quyết định tính đặc thù cá thể.

+ Các liên kết hoá học giữa các nucleotide tạo nên tính bền vững của DNA, đảm bảo duy trì được sự ổn định của thông tin di truyền trong tế bào và cơ thể.

- Truyền thông tin di truyền

+ Trên mạch kép các nucleotide liên kết với nhau bằng liên kết hydrogene giữa nhóm nitrogen base của các nucleotide trên 2 mạch theo nguyên tắc bổ sung. Tuy liên kết hydrogene không bền vững nhưng số lượng liên kết lại rất lớn nên đảm bảo cấu trúc không gian của DNA được ổn định và dễ dàng cắt đứt trong quá trình tự sao, phiên mã.

+ Các nucleotide có khả năng liên kết theo nguyên tắc bổ sung (NTBS) nên thông tin trong DNA có thể được truyền đạt nguyên vẹn sang DNA con (nhờ cơ chế nhân đôi) và sang mRNA (nhờ phiên mã) và từ mRNA được dịch mã thành các phân tử protein.

- Biểu hiện thông tin di truyền

+ Trình tự nucleotide/DNA → tự nucleotide/mRNA → trình tự amino acid/protein

+ Protein tạo: cấu trúc tế bào, tạo các đặc tính và tính trạng của cơ thể.

Như vậy, DNA có chức năng biểu hiện TTDT và quy định các tính trạng.

- Tạo biến dị

+ Trình tự nucleotide của DNA có khả năng biến đổi: thay thế, tăng, giảm nucleotide dẫn đến thay đổi số lượng, trật tự sắp xếp của các nucleotide/polynucleotide (mạch đơn) từ đó thay đổi thông tin di truyền và tạo ra những biến dị.

+ Biến dị di truyền chính là cơ sở cho tiến hoá và sự đa dạng của sinh giới.

-------------------------------------------

Nắm chắc chức năng của DNA không chỉ giúp bạn học tốt Sinh học 12 mà còn là chìa khóa để giải nhanh các câu hỏi liên quan trong đề thi THPT. Hãy ôn luyện thường xuyên để ghi nhớ bản chất và vận dụng linh hoạt.