Sinh học online, giải trí hài hước

Cấu trúc phân tử ADN

Cau truc adn




Tổng quan về ADN

Hầu hết mọi người đều biết rằng ADN là đại phân tử phức tạp mang thông tin di truyền và đều biết về cấu trúc xoắn kép của ADN do 2 nhà khoa học Watson và Crick phát minh ra.
Tôi sẽ bắt đầu với toàn bộ cấu trúc ADN, sau đó xét đến cấu trúc đơn phân và tìm hiểu cách các đơn phân nối với nhau để tạo nên phân tử ADN hoàn chỉnh. Sơ đồ cấu trúc sau đây chỉ là một phần rất nhỏ trong chỗi ADN xoắn kép.
cau truc adn

Cấu trúc của nuclêôtit

Phân tử đường trên khung cacbon

Bộ khung cacbon của ADN được cấu tạo bởi một nhóm đường (đêôxiribôzơ) và một nhóm phôtphát lặp đi lặp lại. Tên đầy đủ của ADN, axit đêôxiribônuclêic.
Đường đêôxiribôzơ là dạng đường ribôzơ bị mất một nguyên tử ôxi. Chúng tôi sẽ giới thiệu cấu trúc của đường ribôzơ ngay sau đây vì đằng nào các bạn cũng tìm hiểu cấu trúc của nó.
Duong ribôzơ
Cấu trúc đường ribôzơ
Sơ đồ trên, các nguyên tử cacbon không được thể hiện để dễ dàng quan sát. Trong cấu trúc của ribôzơ ở các góc là các nguyên tử cacbon. Những nét vẽ đậm hơn thể hiện chúng nằm về phía gần màn hình hoặc tờ giấy của bạn. Nói cách khác, ở sơ đồ trên, bạn đang xem cấu trúc phân tử đường trong không gian.
Ở trên là đường ribôzơ. Vậy còn đường đêôxiribôzơ thì thế nào? Giồng như tên gọi, các bạn có thể suy luận ra đó là đường ribôzơ bị mất một nguyên tử ôxi (đêôxi)
Duong đêôxiribôzơ
Đường đêôxiribôzơ chứ một nguyên tử hiđro thay vì -OH
Thêm một vấn đề các bạn cần biết về đường đêôxiribôzơ (hoặc ribôzơ) là cách đánh số thứ tự các nguyên tử cacbon trong phân tử đường.


Danh so cacbon cua duong deoxiribozo
Bạn sẽ nhận thấy rằng ở mỗi con số thứ tự trên đều có một dấu phẩy, ví dụ 3' hay 5'...Nếu khi bạn tách riêng phân tử đường đêôxiribôzơ (hoặc ribôzơ) thì việc cho thêm dấu phẩy là không cần thiết. Nhưng trong ADN và ARN, các phân tử đường lại gắn với các hợp chất vòng khác. Nên các nguyên tử cacbon trong đường được thêm vào dấu phẩy để phân biệt với các nguyên tử cacbon của các vòng khác.

Gắn nhóm phôtphát

Các phần lặp đi lặp lại của ADN bao gồm đường đêôxiribôzơ và nhóm phôtphát. Nhóm phôtphát được gắn vào phân tử đường ở nhóm OH trên phân tử đường ở vị trí cacbon 5'.

Gan nhom photphat vao duong deoxiribozo

Gắn với bazơ tạo thành nuclêôtit

Bước cuối cùng để có nuclêôtit hoàn chỉnh là gắn các bazơ nitơ vào phức hợp đường và phôtphát ở trên. Trong phân tử ADN có 4 loại bazơ là Ađênin (A), Guanin (G), Thimin (T) và Xitôzin (X). Các bazơ này được gắn vào phân tử đường ở nhóm OH trên cacbon số 1' của phân tử đường.

gan bazo vao duong deoxiribozo

 Ba thành phần trên hợp thành cấu trúc của một nuclêôtit. Bây giờ chúng ta tìm hiểu về cấu trúc của 4 loại bazơ. Dưới đây là cấu trúc của chúng:

Cau truc cac loai bazo nito
Các nguyên tử hiđro và nitơ được đánh dấu bằng màu xanh trong cấu trúc bazơ ở trên. Khi liên kết với đường thì nguyên những nguyên tử hiđro được đánh dấu này sẻ bị loại bỏ cùng nhóm OH ở vị trí 1' trên phân tử đường tạo nên phân tử nước. 
Ví dụ, bạn nhìn thấy dưới đây là cấu trúc nuclêôtit chứa Xitôzin

cau truc nucleotit

Nối các nuclêôtit để tạo thành chuỗi pôlinuclêôtit

Chuỗi pôlinuclêôtit (Hay ADN sợi đơn) nó chỉ đơn giản là do nhiều nuclêôtit nối lại với nhau. Các nhóm phôtphát của nuclêôtit này liên kết với nguyên tử cacbon 3' trên nuclêôtit kế tiếp. Quá trình này giải phóng một phân tử nước (phản ứng trùng ngưng).


qua trin ghep noi cac nucleotit thanh chuoi polinucleotit
Và bạn có thể thêm nhiều nuclêôtit để tạo thành chuỗi đơn ADN. Nhưng bây giờ chúng tôi đơn giản hóa các thành phần tham gia để tiện theo dõi.

Xây dựng cấu trúc ADN

Điều quan trọng ở đây là các bazơ, chúng ta không cần quan tâm nhiều đến bộ khung cacbon do vậy chúng tôi đơn giản chúng. 

mo hinh don gian cua nucleotit
Mô hình đơn giản nuclêôtit
Sau khi các nuclêôtit được liên kết với nhau thì ta được mô hình như bên dưới. Chú ý trong cấu trúc đó, kích thước của Adenin và Guanin là lớn hơn Thimin và Xitozin.

Chuoi polinucloetit

Nối hai chuỗi đơn ADN để tạo ADN mạch kép

Vai trò của các cặp bazơ

Các bạn nhìn lại cấu trúc tổng quan của phân tử ADN
Cau truc ADN
Nếu bạn nhìn cẩn thận vào sơ đồ trên, bạn sẽ thấy rằng một Ađênin trên chuỗi này luôn luôn kết hợp với một Timin trên chuỗi kia. Và một Guanin trên chuỗi này luôn luôn kết hợp với một Xitôzin trên chuỗi kia. 
Vậy làm thế nào để việc bắt cặp này lại xảy ra chính xác như vậy? 
Đầu tiên cần ghi nhận là một bazơ nhỏ luôn kết hợp với một bazơ lớn hơn. Điều này có ý ngĩa làm cho khoảng cách của hai chuỗi đơn được duy trì không đổi. Tuy nhiên việc ghép nối chính xác này được tạo ra giữa A - T và giữa G - X. Điều này được gọi là nguyên tắc bổ sung vì chúng liên kết chính xác nhờ số lượng liên kết hiđro giữa chúng. Các cặp bazơ nối với nhau như sau:
- Cặp A - T

A noi voi T bang lien ket hidro
Cặp G - X
Cap g - x noi voi nhau

Cuối cùng cấu trúc của một đoạn của ADN như sau:
Cau truc mach kep cua adn
Chú ý rằng hai mạch đơn chạy theo hai hướng ngược nhau, một mạch có chiều 3' - 5' và mạch kia có chiều 5' - 3'.

Không có nhận xét nào:

Số lượt xem tháng trước

Bài đăng phổ biến

Bài đăng nổi bật

Shop hoa tươi Quận 1 (GIAO HOA NHANH)

Đà Lạt- xứ sở mộng mơ với biệt danh thành phố ngàn hoa là địa điểm lí tưởng mà nhiều người chọn đi du lịch. Đến đây ...