TƯ LIỆU SINH HỌC LỚP 12
DÙNG CHO ÔN THI VÀ THI ĐẠI HỌC
A. BẢN CHẤT HOÁ HỌC VÀ SỰ NHÂN ĐÔI CỦA VẬT CHẤT DI TRUYỀN
I. BẰNG CHỨNG ADN LÀ VẬT CHẤT DI TRUYỀN
- Năm 1869 các nhà bác học phát hiện thấy axit đêoxiribonuclêic ở trong nhân tế bào bạch cầu của người, nhưng lúc này chức năng của nó chưa biết
- Năm 1910 người ta đã biết có hai nhóm axit nuclêic là ADN và ARN khi phân tích thành phần của axit nuclêic
- Năm 1924 những nghiên cứu hiển vi có sử dụng phương pháp nhuộm màu ADN và Prôtêin cho thấy cả hai chất này có trong NST
- Những bằng chứng gián tiếp khác cũng đã gợi ra mối quan hệ giữa ADN và vật chất di truyền như: hầu hết các tế bào xôma của một loài nhất định đều chứa một lượng ADN không đổi trong khi đó hàm lượng ARN và số lượng cũng như số loại prôtêin lại rất khác nhau ở những kiểu tế bào khác nhau. Nhân của giao tử ở cả thực vật và động vật có hàm lượng ADN chỉ bằng một nửa của nhân tế bào xôma cùng loài.
- Thí nghiệm chứng minh ADN là vật chất di truyền:
Bệnh viêm phổi ở động vật có vú là do những nòi vi khuẩn Streptococucus pneumonniea có khả năng tổng hợp vỏ polisaccarit vở này bảo vệ vi khuẩn chống lại các cơ chế kháng lại vi khuẩn làm cho vi khuẩn có thể gây bệnh. Khi vi khuẩn phát triển trên môi trường nuôi cấy đặc phát triển thành khuẩn lạc. Vi khuẩn có vỏ bọc cho khuẩn lạc bóng nhẵn (gọi là S: smooth). Nòi đột biến của Pneumonniae bị mất enzim cần cho sự tổng hợp vỏ pôlisaccarit tạo khuẩn lạc nhăn nheo (kí hiệu là R: rough). Các nòi R không gây bệnh viêm phổi
Tác giả F.Griffith (1928) đã khám phá ra rằn những con chuột bị tiêm đồng thời một lượng nhỏ vi khuẩn R sống và một lượng lớn tế bào S đã bị chết vì nhiệt lại bị chết do viêm phổi. Vi khẩn được phân lập từ máu của những mẫu chuột chết là vi khuẩn S.
Năm 1944 Avery, Macleod và McCartey đã chứng minh được nhân tố biến nạp trong thí nghiệm của Griffith là ADN.
II. Thành phần hoá học của ADN
Xét tỷ lệ thành phần nồng độ phân tử gam của các Bazơ trong ADN thấy chúng thể hiện hai đặc điểm quan trọng sau:
- Nồng độ của các bazơ purin bằng nồng độ các bazơ pirimidin
[purin] = [A] + [G] = [pirimidin] = [X] + [T]
- Nồng độ của Ađênin và Timin là bằng nhau, còn nồng độ của Guanin và Xittozin là bằng nhau [A] = [T] ; [G] = [X]
Xét tỷ lệ cá bazơ
đôi khi còn được gọi là tỷ lệ phần trăm của G + X, tỷ lệ này thay đổi giữa các loài khác nhau, nhưng ổn định ở trong tất cả các tế bào của một cơ thể và của loài.
III. ĐẶC ĐIỂM ĐẶC TRƯNG CỦA VẬT CHẤT DI TRUYỀN
ADN thoả mãn được ba điều kiện cần thiết cho chức năng của vật chất di truyền
- Một vật chất di truyền phải mang tất cả các thông tin cần thiết để điều khiển một tổ chức đặc trưng và các hoạt động trao đổi chất của tế bào.
Sản phẩm của gen là một phân tử prôtêin bao gồm hàng trăm bản sao của 20 loại axit amin khác nhau. Trình tự các axit amin trong prôtêin quy định các đặc tính hoá học và lí học của nó. Một gen được biểu hiện khi sản phẩm prôtêin của nó được tổng hợp và một điều kiện cần thiết của VCDT phải là điều kiện trật tự bổ sung các đơn vị axit amin cho tới khi hoàn thành sự tổng hợp phân tử prôtêin. Ở ADN điều kiện này được thực hiện bằng mã di truyền trong đó mỗi nhóm bazơ nitơ quy định một loại axit amin riêng
- Vật chất di truyền phải được nhân đôi một cách chính xác để thông tin di truyền được truyền đạt một cách chính xác qua các thế hệ tế bào và thế hệ cá thể
Cơ sở của sự nhân đôi chính xác của phân tử ADN là tính bổ sung của các cặp bazơ nitơ AT và GX trong hai mạch polinu. Sự mở xoắn và sự tách của các mạch rồi mỗi mạch tự do được nhân đôi dẫn đến sự tạo thành hai chuỗi xoắn kép giống y nhau.
- Vật chất di truyền phải có khả năng xẩy ra đột biến và thông tin di truyền đã bị biến đổi có thể di truyền được
IV. MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ADN
1. Tính chất biến tính và hồi tính
* Phân tử ADN sợi kép bị biến tính (tách hai mạch đơn) khi nhiệt độ môi trường tăng cao, hoặc khi môi trường có các yếu tố gây biến tính như kiềm, ure,.. các yếu tố gây ra hiện tượng trên gọi là các yếu tố gây biến tính ADN.
Ta xét yếu tố biến tính là nhiệt độ:
Nhiệt