Bạn có biết rằng vật chất di truyền, hay DNA, là một trong những khía cạnh quan trọng nhất của sự sống? Đằng sau những sợi DNA nhỏ bé ẩn chứa những bí mật của sự phát triển, tính cách và sức khỏe của chúng ta. Hãy cùng DNA Testing khám phá thêm về vật chất di truyền và những thông tin thú vị mà nó mang lại!
Vật chất di truyền là gì?
- Vật chất di truyền, hay còn gọi là tài liệu genet, đóng vai trò quan trọng trong việc quy định cấu trúc và chức năng của tế bào. Nó không chỉ làm nhiệm vụ xác định bản chất và cấu trúc của các chất trong tế bào mà còn có khả năng tự nhân bản và biến đổi.
- Vật chất di truyền của tế bào có thể bao gồm một loạt các yếu tố, từ một gen đến một phần của gen, một nhóm gen, phân tử ADN hoặc ARN, đến cả một đoạn hoặc một nhóm phân tử ADN hoặc ARN, thậm chí là toàn bộ hệ gen của một sinh vật.
- Nó có thể được tìm thấy ở các vị trí khác nhau trong tế bào, bao gồm nhân, tuy thể và tế bào chất, phụ thuộc vào loại sinh vật, có nghĩa là nó có thể xuất hiện ở dạng Prokaryote hoặc Eukaryote.
- Vật chất di truyền bao gồm cả ADN (axit deoxyribonucleic) và ARN (axit ribonucleic), hai loại phân tử quan trọng trong quá trình di truyền thông tin genet.
Vật chất di truyền được tìm thấy ở đâu?
- Trong sinh vật nhân sơ như vi khuẩn, ADN được tìm thấy trong tế bào chất. Trong sinh vật nhân chuẩn như thực vật và động vật, DNA được phân bố trong nhân tế bào (gọi là DNA nhân), đồng thời cũng tồn tại ở mức độ thấp hơn tại các vị trí ngoại nhân, như trong ty thể (chứa mtDNA) và trong lục lạp (chứa cpDNA).
- Vật liệu di truyền điều khiển cấu trúc của sinh vật và nó tương tự nhau trong các tế bào somatic của sinh vật đa tế bào. Vật chất di truyền có khả năng tự sao chép cùng với tế bào, khiến cho tế bào mới chứa vật chất di truyền tương tự như tế bào mẹ.
- Một số vật liệu di truyền được tìm thấy dưới dạng plasmid. Plasmid là vật liệu di truyền tồn tại ngoài nhiễm sắc thể của một số vi khuẩn. Chúng có cấu trúc tách rời, hình tròn hoặc siêu xoắn, và nhỏ hơn nhiều so với thông tin di truyền của nhiễm sắc thể. Plasmid thường chứa thông tin mã hóa cho các đặc điểm không cần thiết như khả năng kháng kháng sinh và sản xuất độc tố. Plasmid có khả năng sao chép độc lập khỏi tế bào. Plasmid có thể được truyền từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác, dẫn đến sự xuất hiện của các đặc điểm mới trong vi khuẩn nhận.
Cấu trúc vật chất di truyền
- Các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu về cấu trúc và chức năng của vật chất di truyền và phát hiện rằng nó nằm trong nhiễm sắc thể. Trong giai đoạn đầu của lĩnh vực Sinh học phân tử, việc xác định liệu protein hay ADN chứa thông tin di truyền đã gây nên nhiều tranh cãi.
- Thí nghiệm của Hershey và Chase đã giải quyết tranh cãi này bằng cách chứng minh rằng ADN, chứ không phải protein, là vật chất di truyền. Điều quan trọng nhất của vật chất di truyền là khả năng sao chép, hay còn gọi là nhân đôi ADN, và protein không thể thực hiện chức năng này.
- Trong tế bào người, vật chất di truyền tồn tại dưới dạng phân tử ADN sợi đôi, có hình dạng xoắn kép. ADN bao gồm các nucleotide, gồm Adenine (A), Thymine (T), Guanine (G), và Cytosine (C), được sắp xếp thành chuỗi trên mạch đối diện. Bazơ này ghép với một phân tử photphat và đường ribose để tạo thành nucleotide.
- Nhiễm sắc thể trong sinh vật nhân chuẩn thường bao gồm các nucleosome, trong đó các đoạn ADN quấn quanh protein histone. Cấu trúc này giúp kiểm soát khả năng tiếp cận các chuỗi ADN.
- ARN, một loại khác của vật liệu di truyền, thường được tìm thấy trong một số loại virus. Phân tử ARN cũng bao gồm các nucleotide, nhưng Thymine (T) được thay thế bằng Uracil (U). Do đó, A sẽ ghép với U và G vẫn ghép với C trong cấu trúc của ARN.
Chức năng vật chất di truyền
- Vật liệu di truyền đóng vai trò cực kỳ quan trọng bởi nó chứa toàn bộ thông tin về sinh vật. Sự đa dạng trong thành phần di truyền giữa các cá thể phản ánh sự khác biệt trong trình tự và thứ tự các cơ sở tạo nên ADN.
- Các chuỗi ADN của vật liệu di truyền được tổ chức một cách rất cô đặc và được bảo vệ trong tế bào để đảm bảo tính toàn vẹn của vật liệu di truyền. Tuy nhiên, tế bào cần phải sử dụng ADN như một khuôn mẫu để thực hiện các phản ứng sinh học khác nhau, chẳng hạn như tổng hợp protein.
- Trong quá trình tổng hợp protein, tế bào sử dụng chuỗi ADN như là một bản thiết kế hướng dẫn. Theo lý thuyết trung tâm của Sinh học phân tử, ADN được sử dụng để tạo ra RNA thông tin (mRNA), đóng vai trò như một bản sao tạm thời của một phần của chuỗi ADN.
- RNA thông tin sau đó được dịch mã bởi ribosome để tạo ra protein từ các axit amin khác nhau. Trình tự của các axit amin trong protein được gọi là mã di truyền.
Đặc điểm của vật chất di truyền là gì?
- Vật chất di truyền tồn tại trong mọi tế bào và chứa mọi thông tin về sinh vật.
- Sự đa dạng của vật chất di truyền giữa các sinh vật phản ánh vào sự khác biệt giữa chúng. Thông tin mà vật chất di truyền lưu trữ kiểm soát các chức năng khác nhau trong tế bào, điều chỉnh quá trình sao chép của tế bào và hình thành tế bào mới.
- Đặc tính của vật chất di truyền cũng giải thích sự biến đổi của các sinh vật.
- Trong mọi tế bào, vật chất di truyền chủ yếu là ADN. ADN được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác thông qua gen. Thông tin di truyền này kết nối các thế hệ trước với một cá nhân cụ thể. Các đặc điểm cá nhân như màu tóc và da được truyền từ gen sang gen, cùng với các đặc điểm khác không thể nhìn thấy hoặc nhận diện.
- Một số biến thể di truyền (gọi là đột biến) có thể ảnh hưởng đến vật chất di truyền của một cá thể và có thể được truyền xuống thế hệ tiếp theo.
- Tuy nhiên, các biến thể khác có thể không ảnh hưởng đến vật chất di truyền và do đó không được truyền sang con cháu.
Xem thêm: Xét nghiệm ADN có khi nào sai không?
