DNA ĐƯỢC GIẢI THíCH: CẤU TRúC Và CHỨC NĂNG - DI TRUYỀN HỌC

DNA là gì và nó hoạt động như thế nào?

DNA có lẽ là phân tử sinh học nổi tiếng nhất; nó có mặt trong mọi dạng sống trên trái đất. Nhưng DNA hay axit deoxyribonucleic là gì? Ở đây, chúng tôi đề cập đến các yếu tố cần thiết.

Hầu như mọi tế bào trong cơ thể bạn đều chứa DNA hoặc mã di truyền tạo nên bạn bạn. DNA mang các chỉ dẫn cho sự phát triển, tăng trưởng, sinh sản và hoạt động của mọi sự sống.

Sự khác biệt trong mã di truyền là lý do tại sao một người có mắt xanh chứ không phải nâu, tại sao một số người dễ mắc một số bệnh, tại sao chim chỉ có hai cánh và tại sao hươu cao cổ lại có cổ dài.

Thật đáng kinh ngạc, nếu tất cả DNA trong cơ thể con người được làm sáng tỏ, nó sẽ tiếp cận với mặt trời và quay lại hơn 300 lần.

Trong bài viết này, chúng tôi chia sẻ những kiến thức cơ bản của DNA, cấu tạo của nó và cách thức hoạt động của nó.

DNA là gì?

Nói tóm lại, DNA là một phân tử dài chứa mã di truyền duy nhất của mỗi người. Nó nắm giữ các hướng dẫn để xây dựng các protein cần thiết cho cơ thể chúng ta hoạt động.

Hướng dẫn DNA được truyền từ cha mẹ sang con cái, với khoảng một nửa DNA của đứa trẻ có nguồn gốc từ cha và một nửa từ mẹ.

Kết cấu

Chuỗi xoắn kép của DNA.

DNA là một phân tử hai sợi có vẻ như xoắn lại, tạo cho nó một hình dạng duy nhất được gọi là chuỗi xoắn kép.

Mỗi một trong hai sợi là một chuỗi dài gồm các nucleotide hoặc các đơn vị riêng lẻ được tạo thành từ:

một phân tử phốt phát
một phân tử đường được gọi là deoxyribose, chứa năm nguyên tử cacbon
vùng chứa nitơ

Có bốn loại vùng chứa nitơ được gọi là bazơ:

adenine (A)
cytosine (C)
guanin (G)
thymine (T)

Thứ tự của bốn cơ sở này tạo thành mã di truyền, là chỉ dẫn cho sự sống của chúng ta.

Các cơ sở của hai chuỗi DNA được gắn với nhau để tạo ra hình dạng giống như bậc thang. Trong cái thang, A luôn dính với T, và G luôn dính vào C để tạo ra “các bậc thang”. Chiều dài của bậc thang do các nhóm đường và photphat tạo thành.

Bao bì DNA: Chất nhiễm sắc và nhiễm sắc thể

Bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh ở người nam.
Tín dụng hình ảnh: Viện nghiên cứu bộ gen người quốc gia

Hầu hết DNA sống trong nhân của tế bào và một số được tìm thấy trong ti thể, là những cơ quan năng lượng của tế bào.

Bởi vì chúng ta có rất nhiều DNA (mỗi tế bào 2 mét) và nhân của chúng ta quá nhỏ, nên DNA phải được đóng gói cực kỳ gọn gàng.

Các chuỗi DNA được lặp lại, cuộn lại và quấn quanh các protein được gọi là histone. Ở trạng thái cuộn này, nó được gọi là chất nhiễm sắc.

Chất nhiễm sắc được cô đặc hơn nữa, thông qua một quá trình được gọi là siêu cô đặc, và sau đó nó được đóng gói thành các cấu trúc gọi là nhiễm sắc thể. Những nhiễm sắc thể này tạo thành hình dạng “X” quen thuộc như trong hình trên.

Mỗi nhiễm sắc thể chứa một phân tử DNA. Con người có 23 cặp nhiễm sắc thể hoặc tổng cộng 46 nhiễm sắc thể. Điều thú vị là ruồi giấm có 8 nhiễm sắc thể, và chim bồ câu có 80 nhiễm sắc thể.

Nhiễm sắc thể 1 là nhiễm sắc thể lớn nhất và chứa khoảng 8.000 gen. Loại nhỏ nhất là nhiễm sắc thể số 21 với khoảng 3.000 gen.

Gen là gì?

Mỗi chiều dài của DNA mã hóa cho một protein cụ thể được gọi là một gen. Ví dụ, một gen mã hóa cho protein insulin, hormone giúp kiểm soát lượng đường trong máu. Con người có khoảng 20.000–30.000 gen, mặc dù các ước tính khác nhau.

Các gen của chúng ta chỉ chiếm khoảng 3% DNA của chúng ta, 97% còn lại ít được hiểu rõ hơn. DNA nổi bật được cho là có liên quan đến việc điều chỉnh quá trình phiên mã và dịch mã.

DNA tạo ra protein như thế nào?

Để các gen tạo ra một loại protein, có hai bước chính:

Phiên mã: Mã DNA được sao chép để tạo ra RNA thông tin (mRNA). RNA là một bản sao của DNA, nhưng nó thường là một sợi đơn. Một điểm khác biệt nữa là RNA không chứa base thymine (T) mà được thay thế bằng uracil (U).

Dịch mã: mRNA được dịch mã thành các axit amin nhờ RNA vận chuyển (tRNA).

mRNA được đọc trong các phần ba chữ cái được gọi là codon. Mỗi codon mã hóa cho một axit amin cụ thể hoặc khối cấu tạo của protein. Ví dụ, codon GUG mã hóa axit amin valine.

Có 20 loại axit amin có thể có.