Mục lục Quá trình nhân đôi ADN là gì?Trong sinh học phân tử, quá trình nhân đôi DNA hay tổng hợp DNA là một cơ chế sao chép các phân tử DNA xoắn kép trước mỗi lần phân bào. Kết quả của quá trình này là tạo ra hai phân tử DNA gần như giống nhau hoàn toàn, chỉ sai khác với tần số rất thấp. Quá trình nhân đôi ADN diễn ra ở đâu?– Quá trình nhân đôi ADN diễn ra ở trong nhân tế bào, ti thể, lục lạp hay ở tế bào chất (plasmit của vi khuẩn).  Thời gian xảy ra– Xảy ra ở pha S của kì trung gian. Khi đó các nhiễm sắc thể ở trạng thái duỗi xoắn cực đại. Diễn biến quá trình nhân đôi ADNQuá trình nhân đôi ADN trải qua 3 bước: Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN– Nhờ các Enzim tháo xoắn 2 mạch đơn của ADN tách dần. (Chạc chữ Y) Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới– Enzim ADN-polimeraza sử dụng một mạch làm khuôn mẫu (nguyên tắc khuôn mẫu) tổng hợp nên mạch mới theo nguyên tắc bổ sung. – Trên mạch khuôn 3’-5’ mạch bổ sung tổng hợp liên tục, trên mạch khuôn 5’-3’ mạch bổ sung tổng hợp ngắt quãng (đoạn Okazaki), sau nói lại nhờ Enzim nối. Bước 3: Hai phân tử ADN con được tạo thành– Giống nhau, giống ADN mẹ. – Mỗi ADN con đều có một mạch mới được tổng hợp từ nguyên liệu của môi trường, mạch còn lại là của ADN mẹ (nguyên tắc bán bảo tồn). Kết luậnQuá trình nhân đôi ADN dựa trên 2 nguyên tắc là nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo tồn đảm bảo từ 1 ADN ban đầu sau 1 lần nhân đôi tạo ra 2 ADN con giống hệt nhau và giống hệt ADN mẹ. Công thức và các dạng bài tập về nhân đôi ADNGọi A, T, G, X: là các loại nuclêôtit trong ADN ban đầu. N: Tổng số nuclêôtit trong ADN ban đầu. Amt, Tmt, Gmt, Xmt: Các loại nuclêôtit tự do môi trường cần cung cấp cho quá trình nhân đôi. Nmt: Tổng số nuclêôtit tự do môi trường cần cung cấp cho quá trình nhân đôi. * Nếu 1 phân tử ADN tiến hành tái bản k lần: – Số phân tử ADN con được tạo ra là: 2k. – Số mạch polinuclêôtit có trong các phân tử ADN con là: 2k . 2. – Số mạch polinuclêôtit được cấu tạo từ nguyên liệu hoàn toàn mới là: 2k .2 – 2. – Số phân tử ADN có nguyên liệu hoàn toàn mới là: 2k – 2. – Các loại nuclêôtit tự do môi trường cần cung cấp cho quá trình nhân đôi: Amt = Tmt = (2k – 1) . A = (2k – 1) . T; Gmt = Xmt = (2k – 1) . X = (2k – 1) . G – Tổng số nuclêôtit tự do môi trường cần cung cấp cho quá trình nhân đôi: Nmt = (2k – 1) . N – Tổng số nuclêôtit tự do môi trường cần cung cấp để tạo ra các ADN có nguyên liệu hoàn toàn mới là: (2k – 2) . N. Quá trình nhân đôi ADN được diễn ra theo trình tự gồm 3 bước sau: Bước 1: Phân tử ADN mẹ tháo xoắn: Nhờ các enzim tháo xoắn, 2 mạch đơn của phân tử ADN mẹ tách nhau dần tạo nên chạc chữ Y và để lộ ra 2 mạch khuôn, trong đó một mạch có đâu 3’, còn mạch kia có đầu 5’. Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới: Enzim ARN-pôlimeraza tổng hợp đoạn mồi, tiếp theo enzim ADN-pôlimeraza lần lượt liên kết các nuclêôtit tự do từ môi trường nội bào với các nuclêôtit trên mỗi mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung. Vì enzim ADN-pôlimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5’ → 3’ nên:
Bước 3: Hai phân tử mới được tạo thành Mạch mới tổng hợp đến đâu thì 2 mạch đơn (một mạch được tổng hợp và một mạch cũ của phân tử ban đầu) đóng xoắn lại với nhau tạo thành hai phân tử ADN con. Kết thúc quá trình nhân đôi: Hai phân tử ADN con được tạo thành có cấu trúc giống hệt nhau và giống ADN mẹ ban đầu. Chú ý: + Mỗi đơn vị tái bản gồm có hai chạc chữ Y phát sinh từ một điểm khởi đầu và được nhân đôi theo hai hướng. + Trong một đơn vị tái bản số đoạn mồi cung cấp cho quá trình nhân đôi bằng số đoạn okazaki + 2. Ý nghĩa của quá trình nhân đôi: + Nhân đôi ADN trong pha S của kì trung gian để chuẩn bị cho quá trình nhân đôi nhiễm sắc thể và chuẩn bị cho quá trình phân chia tế bào. + Nhân đôi ADN giải thích sự truyền đạt thông tin di truyền một cách chính xác qua các thế hệ. |
