Bài 1: DNA và cơ chế tái bản DNA

I. Chức năng của DNA

- DNA được cấu trúc theo nguyên tắc đa phân, gồm 4 loại đơn phân là các nucleotide A, T, G và C. Các đơn phân này dùng như các "chữ cái" có thể "ghi mã" đủ mọi thông tin di truyền về cấu trúc và chức năng của tế bào.

- DNA được cấu trúc kiểu chuỗi xoắn kép nên có cấu trúc bền vững, đảm bảo thông tin di truyền được bảo quản ít bị hư hỏng.

- Các nucleotide có khả năng liên kết theo nguyên tắc bổ sung (NTBS) nên thông tin trong DNA có thể được truyền đạt sang mRNA qua quá trình phiên mã và từ mRNA được dịch mã thành các phân tử protein.

- Sự kết hợp đặc hiệu A - T và G - C trong quá trình tái bản DNA đảm bảo cho thông tin di truyền trong DNA được truyền đạt gần như nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào và cơ thể.

II. Tái bản DNA

1. Khởi đầu sao chép

- Một số protein và enzyme liên kết vào Ori và tách DNA thành hai mạch đơn ở cả hai phía của điểm khởi đầu sao chép tạo nên chạc sao chép hình chữ Y.

- Sau đó, enzyme RNA polymerase sử dụng mạch DNA làm khuôn tổng hợp nên đoạn RNA ngắn được goij là đoạn mồi, cung cấp đầu 3^'-OH cho enzyme DNA polymerase tổng hợp mạch mới.

2. Tổng hợp mạch DNA mới

- Tại mỗi chạc sao chép, các mạch DNA được tách thành hai mạch đơn đến đâu thì enzyme DNA polumerase tổng hợp mạch mới đến đó. Mạch mới được kép dài bằng cách gắn thêm nucleotide vào đầu 3^' của đoạn RNA mồi theo NTBS với mạch khuôn.

- Một trong hai mạch mới được tổng hợp liên tục (mạch liên tục), trong khi mạch mới còn lại được tổng hợp thành từng đoạn ngắn gọi là Okazaki.

- Sau khi các đoạn Okazaki được tổng hợp, enzyme DNA polymerase tiến hành loại bỏ đoạn mồi và tổng hợp đoạn DNA thay thế. Tiếp đến, enzyme ligase sẽ gắn các đoạn okazaki lại với nhau.

- Nếu không xảy ra sai sót thì kết thúc quá trình tái bản, từ một DNA thường tạo ra hai phân tử mới giống nhau và giống với phân tử DNA mẹ.

- DNA được tái bản theo nguyên tắc bán bảo toàn và NTBS.

- Ở sinh vật nhân sơ, mỗi phân tử DNA chỉ có một điểm khởi đầu sao chép duy nhất, trong khi DNA ở sinh vật nhân thực có nhiều điểm khởi đầu sao chép nên quá trình tái bản xảy ra đồng thời tại nhiều cùng trên một phân tử DNA.