Thayhienedu.com chia
sẽ đến các bạn lý thuyết Sinh 12 Kết Nối Tri Thức
BÀI 1: DNA VÀ CƠ CHẾ TÁI BẢN DNA
I. CHỨC NĂNG CỦA DNA
- DNA
(Deoxyribonucleic acid) có chức năng quan trọng nhất là mang,
bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.
- Các đặc điểm cấu trúc của phân tử DNA hoàn toàn phù hợp với chức năng sinh học của nó:
+ Mang
thông tin di truyền: DNA cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn
phân là 4 loại nucleotide (A, T, G, C). Trình tự sắp xếp các nucleotide này
chính là "mã di truyền" quy định thông tin về cấu trúc và chức năng của
tế bào.
+ Bảo
quản thông tin di truyền: DNA có cấu trúc chuỗi xoắn kép gồm hai mạch
polynucleotide liên kết với nhau bằng rất nhiều liên kết hydrogen giữa các cặp
base bổ sung, kết hợp với các protein histon ở sinh vật nhân thực giúp cấu trúc
DNA cực kỳ bền vững, hạn chế tối đa các tác nhân gây đột biến.
+ Truyền
đạt thông tin di truyền: Các nucleotide trên hai mạch liên kết theo nguyên tắc
bổ sung (NTBS) (A liên kết với T bằng 2 liên kết hydrogen, G liên kết
với C bằng 3 liên kết hydrogen). Nhờ đó, thông tin trên DNA được phiên mã chính
xác sang mRNA để dịch mã thành protein, đồng thời được truyền lại cho thế hệ tế
bào và cơ thể sau qua cơ chế tái bản.
II.
TÁI BẢN DNA
- Quá
trình tái bản DNA (nhân đôi DNA) diễn ra ở pha S của kỳ trung
gian trong chu kỳ tế bào.
- Đây
là cơ sở để truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
1.
Khởi đầu sao chép
- Enzyme
RNA polymerase (còn gọi là primase) tổng hợp một đoạn RNA ngắn
gọi là đoạn mồi (primer) nhằm cung cấp đầu 3'-OH
tự do cho enzyme DNA polymerase hoạt động.
Ví dụ: Hãy tưởng tượng việc tổng hợp DNA giống
như việc xây dựng một bức tường gạch. Enzyme DNA polymerase giống như người thợ
xây có nguyên tắc "chỉ đặt viên gạch tiếp theo khi đã có nền móng vững chắc".
Đoạn mồi RNA chính là phần "nền móng" đầu tiên được đặt xuống để người
thợ xây (DNA polymerase) bắt đầu công việc lắp ghép các viên gạch nucleotide của
mình.
2.
Tổng hợp mạch mới
- Enzyme
DNA polymerase di chuyển dọc theo mạch khuôn, lắp ráp các
nucleotide tự do từ môi trường nội bào liên kết với các nucleotide trên mạch
khuôn theo nguyên tắc bổ sung (A - T, G - C).
- Do
hai mạch khuôn của DNA ngược chiều nhau (3' → 5' và 5' → 3') và enzyme DNA
polymerase chỉ có thể tổng hợp mạch mới theo chiều 5' → 3'
(luôn cần đầu 3'-OH tự do):
+ Trên mạch khuôn 3' → 5':
Mạch mới được tổng hợp liên tục hướng về phía chạc chữ Y.
+ Trên mạch khuôn 5' → 3':
Mạch mới được tổng hợp gián đoạn theo hướng đi ra xa chạc chữ
Y tạo nên các đoạn ngắn gọi là đoạn Okazaki. Sau đó, enzyme
DNA polymerase loại bỏ đoạn mồi RNA, tổng hợp DNA thay thế, và enzyme DNA
ligase (enzyme nối) sẽ gắn các đoạn Okazaki lại với nhau thành mạch
liên tục.
- Kết quả: Từ một phân tử DNA mẹ ban đầu, qua quá trình tái bản
tạo ra hai phân tử DNA con hoàn toàn giống nhau và giống hệt
phân tử DNA mẹ.
- Các nguyên tắc tái bản:
+ Nguyên
tắc bổ sung:
A liên kết với T, G liên kết với C.
+ Nguyên
tắc bán bảo toàn (bán bảo tồn): Trong mỗi phân tử DNA con, có một mạch cũ của phân tử DNA mẹ
và một mạch mới được tổng hợp từ nguyên liệu môi trường.