Bài giảng về axit nuclêic - Sinh học 10

Bài giảng về axit nuclêic - Sinh học 10

Trong bài viết này  sẽ giới tới các bạn một nội dung học rất quan trọng và bổ ích về axit nucleic sinh 10!

I. Lý thuyết

1. Axit nucleic là gì?

Axít nucleic là một thứ hợp chất đại phân tử sinh vật, là vật chất tổng hợp của tất cả hình thức mạng sống đã biết ắt hẳn không được thiếu. Axít nucleic là tên gọi chung của axít deoxyribonucleic (ADN) và axít ribonucleic (ARN). Axít nucleic do nucleotit hợp thành, nhưng mà mônôme nucleotit do đường 5-cacbon, nhóm gốc phốtphát và nhóm gốc bazơ chứa nitơ hợp thành. Nếu như đường 5-cácbôn là ribôzơ thì pôlyme hình thành là ARN ; nếu như đường 5-cácbôn là đềôxyribôzơ thì pôlyme hình thành là ADN.

Axít nucleic là đại phân tử sinh vật trọng yếu nhất (còn lại là axít amin / prôtêin, cácbôhyđrát / hợp chất hữu cơ gồm cácbôn và hyđrô, lipít / chất béo). Số lượng nhiều chúng nó tồn tại ở tất cả sinh vật, có chức năng biên soạn mã, đưa chuyển và biểu đạt thông tin di truyền. Nói cách khác, thông tin di truyền được chuyển giao thông qua trình tự axít nucleic. Phân tử ADN có chứa tất cả thông tin di truyền của giống loài sinh vật, là phân tử sợi đôi, trong đó đại đa số là đại phân tử có kết cấu hình dạng chuỗi, cũng có một phần ít hiện ra kết cấu hình dạng vòng, phân tử lượng thông thường rất lớn. ARN chủ yếu là phụ trách dịch mã và biểu đạt thông tin di truyền của ADN, là phân tử sợi đơn, phân tử lượng phải ít hơn nhiều so với ADN.

Axít nucleic tồn tại rộng khắp ở bên trong tất cả tế bào động thực vật, vi sinh vật và vi rút, thể phệ khuẩn, là một trong những vật chất cơ bản nhất của mạng sống, đã xây dựng tác dụng quyết định trọng yếu đối với các hiện tượng như phát dục, di truyền và biến dị.

- Axit nucleic gồm các hợp chất đại phân tử, tham gia vào các quá trình tổng hợp nên các hợp chất quan trọng thúc đẩy quá trình tăng trưởng.

- Nucleotit là đơn vị cơ bản tổ thành axit nuclêic, tức là monome của nucleic hợp thành phân tử axit nucleic.

2. Phân loại

Axit nuclêic

II. Lai axit nuclêic

1. Định nghĩa

Lai axit nucleic (nucleic acid hybridization) là phương pháp tạo ra một chuỗi kép gồm hai mạch pôlinuclêôtit ổn định, từ hai chuỗi đơn tự do và khác nhau, dựa vào các liên kết hidro giữa các cặp bazơ hình thành giữa hai chuỗi đơn ban đầu theo nguyên tắc bổ sung.

Phương pháp này thực chất là kỹ thuật gắn kết hai chuỗi pôlinuclêôtit khác nhau để tạo ra phân tử axit nucleic lai có hai mạch. Kỹ thuật lai có thể được thực hiện giữa hai chuỗi đơn cùng loại hoặc khác loại, tùy theo mục đích mong muốn, gồm ba kiểu:

• lai ADN với ADN,

• lai ADN với ARN,

• lai ADN với ARN.

2. Tổng quan

• Trong tự nhiên cũng như ở phòng thí nghiệm, các chuỗi đơn của phân tử ADN và ARN có thể tồn tại tự do ở dạng tuyến tính (mạch thẳng). Trong trạng thái này, mỗi chuỗi đều có các bazơ nitơ "tự do" (theo nghĩa chưa bắt cặp với bazơ nitơ khác) nên có khả năng hình thành liên kết hidro với các bazơ nitơ "tự do" ở chuỗi khác theo nguyên tắc bổ sung.

• Chẳng hạn, phân tử ADN kép (gồm hai mạch đã gắn nối nhau) đặt trong dung dịch thích hợp, khi được đun nóng đến nhiệt độ nhất định (trung bình là khoảng 80°C) thì sẽ tách thành hai mạch rời nhau, đó là hiện tượng biến tính hóa sinh (denaturation biochemistry).

• Lấy phân tử ADN loại này (kí hiệu là A) đã biến tính trộn lẫn với phân tử ADN loại kia (kí hiệu là B) cũng đã biến tính, rồi hạ nhiệt dần dần để dung dịch nguội. Đến khi nhiệt độ hạ xuống mức nhất định, chuỗi đơn A có thể kết hợp với chuỗi đơn A (thành ADN kép A như ban đầu), hoặc chuỗi đơn B có thể kết hợp với chuỗi đơn B (thành ADN kép B như ban đầu), hoặc chuỗi đơn A có thể kết hợp với chuỗi đơn B thành ADN kép lai. Phân tử lai thường được phát hiện nhờ đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ] hoặc cũng còn được phát hiện bằng quan sát qua kính hiển vi điện tử, bằng "dán nhãn" huỳnh quang hoặc rửa bằng enzym phân huỷ chuỗi đơn.

3. Phương pháp

- Lai nghiêm ngặt

Trong kỹ thuật lai nghiêm ngặt (stringent hybridization), hai chuỗi pôlinuclêôtit chỉ tạo thành phân tử lai khi các cặp nuclêôtit bổ sung hoàn toàn với nhau, từ đó phân tử lai (hoặc đoạn mạch kép lai) được tạo thành rất ổn định. Kỹ thuật này thường áp dụng với hai chuỗi pôlinuclêôtit cùng loại.

• Trong phương pháp thấm Southern , các đoạn đem lại đều là ADN.

• Trong phương pháp thấm Northern, các đoạn đem lại đều là ARN, hoặc lai ADN-ARN.

- Lai ít nghiêm ngặt: Trong kỹ thuật lai ít nghiêm ngặt, hai chuỗi pôlinuclêôtit chỉ cần có trình tự tương tự nhau do có họ hàng từ nguồn gốc gần.

4. Ý nghĩa

- Lai axit nucleic được vận dụng nhiều trong nghiên cứu của di truyền phân tử cũng như sinh học phân tử và nghiên cứu dược phẩm.

• Sử dụng để tìm kiếm vị trí phiên mã cụ thể trên nhiễm sắc thể, cũng tức là xác định gen cấu trúc cụ thể thông qua phân tích huỳnh quang trong phép lai huỳnh quang tại chỗ (fluorescent in situ hybridization) viết tắt là FISH.

• Trong xét nghiệm pháp y, sử dụng phương pháp lai này để xác định nguồn gốc của mẫu ADN, kết hợp với sử dụng PCR (phản ứng chuỗi polymeraza).

• Lai chuỗi đơn ADN ngắn với các ARN nhằm xác định các biểu hiện gen.

• Một số công ty dược phẩm đang khám phá việc sử dụng ARN đối nghĩa để lai ARN với mARN không mong muốn, nhằm ngăn cản riboxom của vi khuẩn tổng hợp nên protein có hại.

III. Bài tập về axit nuclêic

Câu 1: Quá trình phiên mã ở vi khuẩn E.coli xảy ra trong

 A. ribôxôm.                                             B. tế bào chất.

 C. nhân tế bào.                                  D. ti thể.

Câu 2: Làm khuôn mẫu cho quá trình phiên mã là nhiệm vụ của

 A. mạch mã hoá.                               B. mARN.

 C. mạch mã gốc.                                D. tARN

Câu 3: Đặc điểm nào dưới đây thuộc về cấu trúc của mARN?

 A. mARN có cấu trúc mạch kép, vòng, gồm 4 loại đơn phân A, T, G, X.

 B. mARN có cấu trúc mạch kép, gồm 4 loại đơn phân A, T, G, X.

 C. mARN có cấu trúc mạch đơn, gồm 4 loại đơn phân A, U, G, X.

 D. mARN có cấu trúc mạch đơn, thẳng, gồm 4 loại đơn phân A, U, G, X.

Câu 4: Sản phẩm của giai đoạn hoạt hoá axit amin là

A. axit amin hoạt hoá.                   B. axit amin tự do.

C. chuỗi polipeptit.                                 D. phức hợp aa-tARN.

Câu 5: Các chuỗi polipeptit được tạo ra từ một khuôn mARN giống nhau về

A. cấu trúc chuỗi polipeptit.     

B. số lượng các axit amin

C. thành phần các axit amin        

D. số lượng và thành phần các axit amin

Hy vọng rằng với những kiến thức mới về lý thuyết và trả lời được câu hỏi axit nucleic gồm những loại nào và axit nucleic có ở đâu trên đây, các bạn hoàn toàn có thể nắm chắc một cách dễ dàng và có những giờ học thư giãn!