Các Tổng hợp DNA diễn ra như một phần của quá trình sao chép DNA. DNA là vật mang thông tin di truyền và điều khiển tất cả các quá trình sống. Ở người, cũng như mọi sinh vật khác, nó nằm trong nhân tế bào. DNA có dạng sợi kép, tương tự như một cái thang dây xoắn được gọi là chuỗi xoắn. Chuỗi xoắn kép này bao gồm hai phân tử DNA. Mỗi một trong hai sợi đơn bổ sung được tạo thành từ xương sống của các phân tử đường (deoxyribose) và gốc phosphate, mà bốn gốc hữu cơ, nitơ là guanin, adenin, cytosine và thymine được liên kết với nhau. Hai sợi liên kết với nhau thông qua liên kết hydro giữa các bazơ đối lập, được gọi là bổ sung. Theo nguyên tắc bổ sung cặp bazơ, một mặt chỉ có liên kết giữa guanin và cytosine và mặt khác là adenin và thymine.
Tổng hợp DNA là gì?
Để DNA có thể nhân đôi, quá trình tổng hợp DNA là cần thiết. Nó mô tả cấu trúc của axit deoxyribonucleic (viết tắt là DNA hoặc DNA). Enzyme quan trọng ở đây là DNA polymerase. Đây là cách duy nhất có thể phân chia tế bào.
Để sao chép, đầu tiên sợi kép DNA xoắn được tháo ra bởi các enzym, được gọi là helicase và topoisomerase, và hai sợi đơn được tách ra khỏi nhau. Sự chuẩn bị cho quá trình sao chép thực sự này được gọi là sự khởi đầu. Bây giờ một đoạn RNA được tổng hợp, mà DNA polymerase cần làm điểm khởi đầu cho hoạt động enzym của nó.
Trong quá trình kéo dài tiếp theo (mở rộng sợi), mỗi sợi đơn có thể được sử dụng bởi DNA polymerase như một khuôn mẫu để tổng hợp DNA đối chiếu bổ sung. Vì một trong các cơ sở chỉ có thể liên kết với một cơ sở khác, nên có thể sử dụng một sợi duy nhất để tái tạo lại sợi liên kết còn lại. Việc chỉ định các base bổ sung này là nhiệm vụ của DNA polymerase.
Sau đó, đường-phosphate xương sống của sợi DNA mới được liên kết với nhau bằng một ligase. Điều này tạo ra hai chuỗi kép DNA mới, mỗi sợi chứa một sợi từ chuỗi xoắn DNA cũ. Do đó, chuỗi xoắn kép mới được gọi là chất bán dẫn.
Cả hai sợi của chuỗi xoắn kép đều có cực cho biết hướng của các phân tử. Hướng của hai phân tử ADN trong một chuỗi xoắn là ngược nhau. Vì DNA polymerase chỉ hoạt động theo một hướng, nên chỉ sợi có hướng thích hợp mới có thể được tạo ra liên tục. Sợi còn lại được tổng hợp từng mảnh. Các đoạn DNA tạo thành, còn được gọi là các đoạn Okazaki, sau đó được nối với nhau bằng ligase.Sự kết thúc tổng hợp DNA với sự trợ giúp của các đồng yếu tố khác nhau được gọi là sự kết thúc.
Chức năng & nhiệm vụ
Vì hầu hết các tế bào chỉ có tuổi thọ giới hạn, các tế bào mới phải liên tục được hình thành trong cơ thể thông qua quá trình phân chia tế bào để thay thế những tế bào đang chết. Ví dụ, các tế bào hồng cầu trong cơ thể người có tuổi thọ trung bình là 120 ngày, trong khi một số tế bào ruột phải được thay thế bằng các tế bào mới sau một hoặc hai ngày. Điều này đòi hỏi sự phân bào nguyên phân, trong đó hai tế bào con mới, giống hệt nhau được tạo ra từ một tế bào mẹ. Cả hai tế bào đều cần một bộ gen hoàn chỉnh, có nghĩa là, không giống như các thành phần tế bào khác, nó không thể đơn giản tách ra. Để không có thông tin di truyền nào bị mất trong quá trình phân chia, DNA phải được nhân đôi (“sao chép”) trước khi phân chia.
Sự phân chia tế bào cũng diễn ra trong quá trình trưởng thành của tế bào mầm đực và cái (tế bào trứng và tinh trùng). Trong quá trình phân chia meiotic diễn ra, DNA không được nhân đôi, vì mong muốn giảm một nửa DNA. Khi tế bào trứng và tinh trùng hợp nhất, số lượng nhiễm sắc thể hoàn chỉnh, trạng thái đóng gói của DNA, lại đạt được.
DNA cần thiết cho hoạt động của cơ thể con người và tất cả các sinh vật khác vì nó là cơ sở để tổng hợp protein. Sự kết hợp của ba bazơ liên tiếp là viết tắt của một axit amin, đó là lý do tại sao nó được gọi là mã bộ ba. Mỗi bộ ba bazơ được "dịch mã" thành một axit amin thông qua RNA thông tin (mRNA); các axit amin này sau đó được liên kết với protein trong huyết tương tế bào. MRNA khác với DNA chỉ ở một nguyên tử trong phần bã đường của xương sống và một vài bazơ. MRNA chủ yếu đóng vai trò là chất mang thông tin để vận chuyển thông tin được lưu trữ trong DNA từ nhân tế bào vào huyết tương tế bào.
Bệnh tật & ốm đau
Một sinh vật không có khả năng tổng hợp DNA sẽ không thể tồn tại được, vì các tế bào mới phải được hình thành bằng cách phân chia tế bào trong quá trình phát triển phôi thai. Sai sót trong quá trình tổng hợp DNA, tức là các bazơ được kết hợp không chính xác riêng lẻ không tuân theo nguyên tắc bắt cặp bazơ bổ sung, xảy ra tương đối thường xuyên. Bởi vì điều này, các tế bào của con người có hệ thống sửa chữa. Chúng dựa trên các enzym kiểm soát chuỗi kép DNA và sửa chữa các base được chèn không chính xác bằng nhiều cơ chế khác nhau.
Đối với mục đích này, ví dụ, khu vực xung quanh cơ sở sai có thể được cắt bỏ và xây dựng lại theo nguyên tắc tổng hợp được giải thích. Tuy nhiên, nếu hệ thống sửa chữa DNA của tế bào bị lỗi hoặc quá tải, các cơ sở không khớp, được gọi là đột biến, có thể tích lũy. Những đột biến này làm mất ổn định bộ gen và do đó làm tăng khả năng xảy ra các lỗi mới trong quá trình tổng hợp DNA. Sự tích tụ của các đột biến như vậy có thể dẫn đến ung thư. Đột biến cho một số gen có tác dụng thúc đẩy ung thư (tăng chức năng), trong khi các gen khác mất tác dụng bảo vệ (mất chức năng).
Tuy nhiên, trong một số tế bào, tỷ lệ lỗi tăng lên thậm chí còn được mong muốn để làm cho chúng dễ thích nghi hơn, ví dụ như trong một số tế bào của hệ thống miễn dịch của con người.
.jpg)
.jpg)
