Câu hỏi điền từ về cấu trúc và chức năng của acid nucleic
Cho tới giữa thế kỷ XIX, các nhà khoa học trên thế giới vẫn nhầm tưởng rằng dạng vật chất quan trọng nhất và chứa đựng mật mã sự sống chính là protein.
Ngày nay, khi sinh học phân tử phát triển, mọi người đã hiểu rằng vai trò đó được chuyển cho nucleic acid (có thể viết là acid nucleic) vì đây mới là phân tử mang mật mã di truyền và chứa đựng thông tin để tổng hợp nên protein.
Vì ban đầu được phát hiện chủ yếu ở trong nhân tế bào.
Nucleic acid gồm có hai loại là DNA (deoxyribonucleic acid) và RNA (ribonucleic acid).
Đơn phân cấu tạo nên nucleic acid chính là các nucleotide.
DNA là một đại phân tử có kích thước lớn và khối lượng lớn (DNA có thể dài tới hàng trăm μm, khối lượng lớn đạt đến hàng triệu, hàng chục triệu u).
DNA còn là một đa phân tử được cấu tạo từ nhiều đơn phân, gọi là nucleotide.
Cấu tạo một nucleotide (có khối lượng 300 đvC) gồm có ba phần:
Với bốn loại nitrogenous base là Adenine, Thymine, Guanine và Cytosine đã tạo ra bốn loại nucleotide khác nhau.
Liên kết giữa các đơn phân là liên kết phosphodiester nối các phân tử đường pentose và acid phosphoric để tạo thành chuỗi polynucleotide.
DNA có tính đa dạng và đặc thù bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp của các nucleotide.
Năm 1953, Watson và Crick đã công bố mô hình cấu trúc không gian của DNA được gọi là mô hình dạng B.
Gene là một đoạn phân tử DNA mang thông tin mã hóa cho một chuỗi polypeptide hay RNA.
Gene có bản chất là DNA, trên một phân tử DNA chứa rất nhiều gene.
Có hai mạch polynucleotide, nhưng chỉ có mạch gốc (3' → 5'), mạch còn lại được gọi là mạch bổ sung.
Mỗi gene mã hóa protein gồm 3 vùng trình tự nucleotide:
Gene mã hóa liên tục (gene không phân mảnh): có ở sinh vật nhân sơ.
Gene mã hóa không liên tục (gene phân mảnh): có ở sinh vật nhân thực.
Ngoài DNA ra còn có một loại nucleic acid khác là RNA.
Chiều dài, kích thước và khối lượng của RNA nhỏ hơn rất nhiều so với DNA nhưng RNA cũng có các đặc điểm cấu tạo giống như cấu trúc hóa học của DNA.
mRNA (RNA thông tin): Được tổng hợp ở trong dịch nhân từ DNA. Có đời sống rất ngắn. Truyền thông tin di truyền từ nhân ra ngoài chất tế bào.
tRNA (RNA vận chuyển): Kích thước bé (75-90 nucleotide). Cấu trúc như cây thánh giá. Vận chuyển amino acid đến ribosome để tổng hợp protein.
rRNA (RNA ribosome): Được tổng hợp trong nhân và liên kết với protein tạo ribonucleoprotein. Tạo thành ribosome.
Riêng ở virus, vật chất di truyền có thể là DNA hoặc RNA, có thể là sợi đơn hoặc sợi kép.
Ở một số virus, RNA cũng có chức năng lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền.
Ngoài mô hình dạng B thì còn có các dạng DNA khác như dạng A, C, D, Z...
Mô hình Watson-Crick đã trở thành bước ngoặt trong sinh học, đánh dấu sự ra đời của sinh học phân tử.
🧬 Chú ý: Bài này tập trung vào cấu trúc nucleotide, mô hình Watson-Crick và các loại RNA. Hãy chú ý đến năm 1953 và nguyên tắc bổ sung!