ADN là gì?
Video ADN là gò? Hiểu rõ chỉ trong 3 phút.
ADN là viết tắt của axit deoxyribonucleic, được cấu tạo từ các đơn vị cơ bản gọi là nucleotide. ADN là một phân tử cực kỳ quan trọng không chỉ đối với con người mà còn với hầu hết các sinh vật khác. ADN chứa thông tin di truyền và gen - đó là điều khiến mỗi cá thể con người trở nên độc nhất.
Nhưng thực sự ADN đã làm gì? Hãy tiếp tục đọc để khám phá thêm về cấu trúc, chức năng của ADN và tại sao nó lại quan trọng như vậy.
ADN trong sức khỏe, bệnh tật và lão hóa
Bộ gen người
Bộ ADN hoàn chỉnh được gọi là bộ gen. Nó chứa 3 tỷ bazơ, 20.000 gen và 23 cặp nhiễm sắc thể. Bạn thừa hưởng một nửa ADN từ bố và một nửa từ mẹ. ADN này lần lượt có nguồn gốc từ tinh trùng và trứng.
Các gen thực sự chiếm rất ít bộ gen của bạn - chỉ 1%. 99% các gen còn lại có vai trò điều chỉnh những yếu tố như thời gian sản xuất, cách thức sản xuất và số lượng protein.
Các nhà khoa học vẫn đang cố gắng tìm hiểu thêm về các ADN “không mã hóa” này.
Sự phá hủy và đột biến ADN
Mã ADN dễ bị hư hại. Trên thực tế, người ta ước tính rằng mỗi ngày có khoảng hàng chục nghìn quá trình gây tổn thương ADN xảy ra trong mỗi tế bào của chúng ta. Sự phá hủy có thể xảy ra do lỗi trong quá trình sao chép ADN, các gốc tự do và tiếp xúc với bức xạ UV.
Nhưng đừng bao giờ sợ hãi! Tế bào có các protein chuyên biệt có thể phát hiện và sửa chữa nhiều trường hợp ADN bị hư hại. Trên thực tế, có ít nhất năm con đường sửa chữa ADN chính.
Đột biến là những thay đổi trong chuỗi ADN, đôi khi có thể là xấu. Điều này là do sự thay đổi trong mã ADN có thể tác động đến quá trình tạo ra protein. Nếu protein không hoạt động bình thường, có thể dẫn đến bệnh tật. Một số ví dụ về các bệnh xảy ra do đột biến trong một gen đơn lẻ bao gồm bệnh xơ nang và bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm.
Các đột biến cũng có thể dẫn đến sự phát triển của ung thư. Ví dụ, nếu các gen mã hóa cho các protein liên quan đến sự phát triển của tế bào bị đột biến, các tế bào có thể phát triển và phân chia ngoài tầm kiểm soát của cơ thể. Một số đột biến gây ung thư có thể do di truyền,một số đột biến khác có thể mắc phải khi tiếp xúc với các chất gây ung thư như tia UV, hóa chất hoặc khói thuốc lá.
Nhưng không phải tất cả các đột biến đều là xấu. Chúng ta có thể thu được các đột biến này. Một số là vô hại, trong khi một số khác lại góp phần vào sự đa dạng của loài.
Những đột biến xảy ra ở lớn hơn 1% dân số được gọi là hiện tượng đa hình. Ví dụ về một số hiện tượng đa hình là tóc và màu mắt.
ADN và sự lão hóa
Người ta tin rằng tổn thương ADN không được sửa chữa có thể tích lũy khi con người già đi, giúp thúc đẩy quá trình lão hóa. Những yếu tố nào có thể ảnh hưởng đến điều này?
Các gốc tự do đóng một vai trò lớn trong sự phá hủy ADN liên quan đến lão hóa. Tuy nhiên, một cơ chế gây hại này không đủ để giải thích quá trình lão hóa. Một số yếu tố khác cũng có thể liên quan.
Một giả thuyết giải thích tại sao tổn thương ADN tích tụ khi chúng ta già đi là dựa vào quá trình tiến hóa. Người ta cho rằng tổn thương ADN được sửa chữa một cách hoàn chỉnh hơn khi chúng ta trong độ tuổi sinh đẻ và sinh con. Sau khi con người qua độ tuổi sinh sản, quá trình sửa chữa sẽ tự nhiên giảm xuống.
Một phần khác của ADN có thể liên quan đến quá trình lão hóa là các telomere. Telomere là những trình tự lặp đi lặp lại của ADN tìm thấy ở đầu mút các nhiễm sắc thể. Chúng giúp bảo vệ ADN khỏi bị hư hại, nhưng chúng cũng ngắn lại theo mỗi vòng sao chép ADN.
Việc ngắn dần telomere có liên quan đến quá trình lão hóa. Người ta cũng phát hiện ra rằng một số lối sống như béo phì, tiếp xúc với khói thuốc lá và căng thẳng tâm lý có thể góp phần làm ngắn telomere.
Có lẽ thay đổi lối sống lành mạnh hơn như duy trì cân nặng hợp lý, kiểm soát căng thẳng và không hút thuốc có thể làm chậm quá trình rút ngắn telomere? Câu hỏi này luôn được các nhà nghiên cứu quan tâm.
ADN được cấu tạo từ đâu?
Phân tử ADN được tạo thành từ các nucleotide. Mỗi nucleotide chứa ba thành phần khác nhau - một đường, một nhóm phosphate và một bazơ nitơ. Đường trong ADN được gọi là 2’-deoxyribose. Các phân tử đường này xen kẽ với các nhóm phosphat, tạo nên “khung xương” của sợi ADN.
Mỗi đường trong một nucleotide có một bazơ nitơ gắn liền. Có bốn loại bazơ nitơ khác nhau được tìm thấy trong ADN, bao gồm:
- Adenine (A)
- Cytosine (C)
- Guanin (G)
- Thymine (T)
ADN có hình dạng như thế nào?
Nguồn ảnh: https://www.pinterest.comHai sợi ADN tạo thành cấu trúc 3D được gọi là chuỗi xoắn kép. Khi được minh họa, nó trông giống như một cái thang được xoắn thành hình xoắn ốc, trong đó các cặp bazơ nitơ là các bậc thang và các xương sống đường photphat là chân.
Ngoài ra, cần lưu ý rằng ADN trong nhân của tế bào nhân thực có dạng thẳng, nghĩa là các đầu của mỗi sợi là tự do. Trong tế bào nhân sơ, ADN tạo thành cấu trúc hình tròn.
Chức năng của ADN
ADN giúp cơ thể bạn phát triển
ADN chứa các thông tin di truyền cần thiết cho một sinh vật - chẳng hạn như người, một loài chim hay một loài thực vật – để sinh trưởng, phát triển và sinh sản. Các thông tin này được lưu trữ trong trình tự của các cặp bazơ nucleotide.
Các tế bào mã hóa các mã bộ ba cùng một lúc để tạo ra các protein cần thiết cho sự phát triển và tồn tại. Chuỗi ADN chứa thông tin để tạo ra một protein được gọi là gen.
Mỗi bộ ba bazơ tương ứng với các axit amin cụ thể, là các đơn vị cấu tạo của protein. Ví dụ, cặp bazơ TGG tương ứng với axit amin tryptophan trong khi cặp bazơ GGC tương ứng với axit amin glyxin.
Một số bộ ba, như TAA, TAG và TGA, quy định sự kết thúc của trình tự protein. Điều này thông báo cho tế bào rằng không thêm bất kỳ axit amin nào vào protein.
Protein được tạo thành từ sự kết hợp khác nhau của các axit amin. Khi được sắp xếp theo đúng thứ tự, mỗi loại protein có cấu trúc và chức năng riêng biệt trong cơ thể bạn.
Làm thế nào để ADN mã hóa thành một protein?
Cho đến nay, chúng ta đã biết rằng ADN chứa các mã cung cấp cho tế bào thông tin về cách tạo ra protein. Nhưng điều gì xảy ra trong quá trình đó? Nói một cách đơn giản, điều này xảy ra thông qua một quá trình gồm hai bước: Đầu tiên, hai sợi ADN tháo xoắn. Sau đó, các protein đặc biệt trong nhân đọc các cặp bazơ trên sợi ADN để tạo ra một phân tử truyền tin trung gian. Quá trình này được gọi là phiên mã và phân tử được tạo ra được gọi là ARN thông tin (mARN). mARN là một loại axit nucleic khác và nó hoạt động đúng như tên gọi của nó. Nó di chuyển ra bên ngoài nhân, đóng vai trò như một thông điệp đến bộ máy tế bào tạo ra protein.
Trong bước thứ hai, các thành phần chuyên biệt của tế bào mã hóa các bộ ba của mARN tại một thời điểm và hoạt động để lắp ráp một protein, axit amin bởi axit amin. Quá trình này được gọi là quá trình dịch mã.
ADN được tìm thấy ở đâu?
Câu trả lời cho câu hỏi này có thể phụ thuộc vào loại sinh vật mà bạn đang nói đến. Có hai loại tế bào - tế bào nhân thực và tế bào nhân sơ.
Đối với con người, ADN có trong mỗi tế bào.
Tế bào nhân thực
Con người và nhiều sinh vật khác có tế bào nhân thực. Điều này có nghĩa là các tế bào có màng nhân và một số cấu trúc có màng bao bọc được gọi là các bào quan.
Trong tế bào nhân thực, ADN nằm trong nhân. Một lượng nhỏ ADN cũng được tìm thấy trong các bào quan được gọi là ty thể, là những cơ quan tạo năng lượng của tế bào.
Do có một không gian hạn chế trong nhân, nên ADN phải được đóng gói chặt chẽ. Có một số giai đoạn đóng gói khác nhau, tuy nhiên sản phẩm cuối cùng là cấu trúc mà chúng ta gọi là nhiễm sắc thể.
Tế bào nhân sơ
Các sinh vật như vi khuẩn là tế bào nhân sơ. Những tế bào này không có nhân hoặc các bào quan. Trong tế bào nhân sơ, ADN được tìm thấy cuộn chặt ở giữa tế bào.
Điều gì xảy ra khi các tế bào phân chia?
Các tế bào của cơ thể phân chia như một phần bình thường của quá trình sinh trưởng và phát triển. Khi điều này xảy ra, mỗi tế bào mới phải có một bản sao ADN hoàn chỉnh.
Để đạt được điều này, ADN của bạn phải trải qua một quá trình được gọi là quá trình tái bản. Khi điều này xảy ra, hai sợi ADN tách ra. Sau đó, các protein tế bào chuyên biệt sử dụng mỗi sợi làm khuôn để tạo ra một sợi ADN mới.
Khi quá trình nhân đôi hoàn thành, có hai phân tử ADN mạch kép. Mỗi sợi sẽ đi vào một sợi ADN mới khi quá trình phân chia hoàn tất.
Tóm tắt
ADN rất quan trọng đối với sự phát triển, sinh sản và sức khỏe. Nó chứa các thông tin di truyền cần thiết để các tế bào sản xuất protein liên quan đến nhiều quá trình và chức năng khác nhau của cơ thể.
Vì ADN rất quan trọng nên đôi khi các tổn thương hoặc đột biến có thể góp phần vào sự phát triển của bệnh tật. Tuy nhiên, điều quan trọng cần nhớ là các đột biến cũng có thể có lợi và góp phần vào sự đa dạng của loài.