PHẦN I: CẤU TẠO HÓA HỌC VÀ CƠ CHẾ TỰ NHÂN ĐÔI CỦA PHÂN TỬ AND
I/ TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN:
Cấu tạo hoá học của AND:
AND là Axit Dezoxiribonuclêic được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân với đơn phân là nuclêôtit.
Thành phần hoá học chủ yếu của AND gồm các nguyên tố cơ bản : C, H, O, N, S, P.
Nuclêôtit của AND gồm 4 loại: Ađênin (A), Timin (T), Guanin (G), Xitozin (X).
Phân tử AND gồm 2 mạch đơn xếp song song và xoắn đều đặn quanh 1trục chung tạo thành 1 chuỗi xoắn kép có đường kinh 20 A0.
Trong chuỗi xoắn kép AND, các nuclêôtit đối diện nhau trên 2 mạch đơn tạo thành từng cặp theo nguyên tắc bổ sung:
A trao đổi với T bằng 2 liên kết hidrô ( A = T )
G trao đổi với X bằng 3 liên kết hidrô (G T )
- Kích thước của phân tử AND : có thể dài tới 1mm. khối lượng phân tử có thể tới 106 đvC.
- Mỗi loại phân tử AND được đặc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các
nuclêôtit, tạo nên tính đa dạng và đặc thù của AND.
Trong tế bào sinh dưỡng : AND tập trung trong nhân và có hàm lượng đặc trưng cho từng loài
Trong tế bào sinh dục (giao tử): hàm lượng AND giảm đi một nửa. Qua quá trình thụ tinh sẽ được phục hồi trong hợp tử.
Cơ chế tự nhân đôi của AND:
- Do tác dụng của một loại men cắt đứt các liên kết hiđrô nối giữa các nuclêôtit trên 2 mạch đơn, làm tách rời dần dần 2 mạch đơn AND theo nguyên tắc bổ sung.
- Do tác dụng của một loại men khác gắn các nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào với các nuclêôtit trên 2 mạch đơn AND theo nguyên tắc bổ sung.
- Kết quả từ 1 phân tử AND mẹ ban đầu, tạo ra 2 phân tử AND con giống hệt phân tử AND mẹ. Trong mỗi phân tử AND con có mạch là của AND mẹ ban đầu, còn 1 mạch được cấu tạo từ nuclêôtit tự do của môi trường.
3- Công thức cơ bản:
- 1 nuclêôtit có chiều dài: 3,4 A0 và có khối lượng phân tử là 300 đvC.
- Số nuclêôtit mỗi loại trong phân tử AND : A = T; G = X.
- Số nuclêôtit trên từng mạch đơn AND:
A1 = T2 ; T1 = A2 ( A1 + A2 = T1 + T2 = A1 + T1 = A2 + T2
G1 = X2 ; X1 = G2 ( G1 + G2 = X1 + X2 = G1 + X1 = G2 + X2
Tỉ lệ % mỗi loại nuclêôtit trong AND:
%A = %T; %G = %X; %A = %T = (%A1 + %A2)/2; %G = %X = (%G1 + %G2)/2
Tổng số nuclêôtit trong AND (N):
N = A + T + G + X; N = 2A + 2G = 2T + 2X = 2T + 2G = 2A + 2X.
- Tổng số nuclêôtit trên 1 mạch đơn AND: ; = A + G = T + X = T + G = A + X
Chiều dài phân tử AND:( lADN ) lADN = 3,4A0
Khối lượng của phân tử AND ( MADN) : MADN = N . 300 đvC
Tổng số liên kết hiđrô của phân tử AND (H):
H = 2A + 3G = 2T + 3X = 2T + 3G = 2A + 3X
- Số phân tử AND con được tạo ra từ 1 phân tử AND ban đầu:
+ Tự nhân đôi 1 lần: 21 ; Tự nhân đôi n lần: 2n
Tổng số nuclêôtit các loại môi trường cung cấp cho 1 phân tử AND ( Nmt)
+ Tự nhân đôi 1 lần: Nmt = NADN ; Tự nhân đôi n lần: Nmt = NADN (2n – 1)
- Số nuclêôtit mỗi loại môi trường cung cấp cho 1 phân tử AND ( Amt, Tmt,, Gmt,, Xmt,)
+ Tự nhân đôi 1 lần: Amt = Tmt = AADN = TADN ; Gmt = Xmt = GADN = XADN
+ Tự nhân đôi n lần: Amt = Tmt = AADN(2n – 1) = TADN (2n – 1);
Gmt = Xmt = GADN(2n – 1) = XADN (2n – 1)
Tổng số liên kết hiđro bị cắt đứt khi 1 phân tử AND tự nhân đôi (H)
+ Tự nhân đôi 1 lần: H = HADN ; Tự nhân đôi n lần: H = HADN (2n – 1)
Ii/ CÁC DẠNG BÀI TẬP:
Bài 1: Một đoạn phân tử AND có trình tự các nuclêôtic trên mạch đơn thứ 1 là:
A – G – G – T – X – G – A – T