Axit deoxyribonucleic (DNA), còn được gọi là DNA trong tiếng Đức, là một phân tử sinh học (các hợp chất hoạt động sinh học hoặc phân tử được tìm thấy trong các sinh vật) với đặc tính mang gen và đặc tính di truyền của chúng. Nó được tìm thấy trong tất cả các thực thể có tổ chức với khả năng trao đổi chất, sinh sản, khó chịu, tăng trưởng và tiến hóa, cũng như trong một số loại virus. Cấu trúc của DNA ở dạng chuỗi xoắn kép (một loại chuỗi xoắn nhưng trong đó mô-típ uốn lượn xuất hiện hai lần). Chuỗi xoắn kép được luân chuyển song song với nhau bởi hai sợi DNA. Hai sợi DNA này được gọi là polynucleotide vì chúng được cấu tạo bởi cái gọi là nucleotide. Các thành phần của nucleotide là một trong bốn nucleic nitơ căn cứ, là adenine, cytosine, guanine hoặc thymine, thường được viết tắt bằng các chữ cái đầu của chúng. Ngoài ra, các nucleotide được cấu tạo từ carbohydrate deoxyribose và phốt phát phần còn lại. Thông qua liên kết phân tử, các nucleotit liên kết với nhau một cách xen kẽ đường–phốt phát chuỗi. Theo nguyên tắc của chuỗi xoắn kép, adenosine (nucleoside, có gốc nucleic adenine) luôn tạo thành khinh khí liên kết với thymidine (nucleoside, có gốc nucleic thymine). Mặt khác, guanosine (nucleoside với guanin gốc nucleic), tạo thành khinh khí liên kết với cytidine (nucleoside với cytosine gốc nucleic). DNA có khả năng tự đổi mới, quá trình này được gọi là quá trình nhân đôi DNA. Trong quá trình này, hai sợi DNA được tách ra khỏi nhau. Điều này được xúc tác bởi enzyme helicase và DNA được bổ sung từ sợi tương ứng mới được tạo ra (tổng hợp DNA). Một enzym từ nhóm DNA polymerase chịu trách nhiệm cho quá trình này, cũng như một đoạn mồi RNA đóng vai trò là điểm khởi đầu cho polymerase. Quá trình này rất cần thiết, đặc biệt là trong quá trình phân chia tế bào. Trong một số trường hợp, tổn thương DNA có thể xảy ra. Điều này được gây ra bởi cái gọi là đột biến, có nguồn gốc hóa học (ví dụ như tia X hoặc tia cực tím) hoặc nguồn gốc vật lý. Họ dẫn đối với những thay đổi trong trình tự DNA. Tùy thuộc vào loại đột biến, các dạng tổn thương DNA khác nhau xảy ra. Hầu hết thiệt hại là do quá trình oxy hóa, bao gồm các gốc tự do hoặc khinh khí peroxit. Những điều này có thể gây ra các biến đổi bazơ có hại (thay đổi thành bazơ nucleic), nhưng chúng cũng có thể gây ra nguy hiểm hơn nhiều và thường ung thư- Gây ra các đột biến điểm như mất đoạn (mất trình tự DNA) hoặc thậm chí chèn (tăng mới một hoặc nhiều cặp bazơ trong chuỗi DNA), cũng như chuyển đoạn nhiễm sắc thể (bất thường nhiễm sắc thể do sắp xếp lại).
DNA ty thể
Inside mitochondria là DNA ty thể, còn được gọi là mtDNA hoặc mDNA, có dạng chuỗi kép giống như DNA nhưng được đóng lại thành một vòng. Các mitochondria tái tạo phân tử giàu năng lượng adenosine triphosphat (chất mang năng lượng phổ biến và có sẵn ngay lập tức trong tế bào và là chất điều hòa quan trọng của các quá trình sản xuất năng lượng) qua chuỗi hô hấp. Hơn nữa, họ hoàn thành các nhiệm vụ thiết yếu cho tế bào. DNA ti thể chỉ chứa 37 gen, 13 trong số đó mã cho protein khu trú trên chuỗi hô hấp. Phần còn lại được phiên mã thành tRNA cũng như rRNA, cho phép mã hóa 13 gen đã đề cập. MtDNA được thừa kế độc quyền từ mẹ, tức là từ mẹ. DNA ti thể tồn tại ở cả thực vật và động vật. Nó có nguồn gốc tiến hóa và có nguồn gốc từ các bộ gen tròn của vi khuẩn.
Lịch sử tiến hóa
Năm 1869, Friedrich Miescher, một bác sĩ đến từ Thụy Sĩ, đã phân lập được một chất cực nhỏ từ một mủ chiết xuất từ nhân của tế bào lympho. Nó được gọi là nuclein. Năm 1878, nhà hóa sinh người Đức đã phân lập axit nucleic từ nuclein và sau đó là bốn nucleic của nó căn cứ. Năm 1919, nhà hóa sinh người Lithuania Phoebus Levene đã phát hiện ra đường deoxyribose và phốt phát phần dư của DNA. Năm 1937, William Astbury lần đầu tiên sử dụng tia X để hình dung cấu trúc DNA thông thường. Thực tế là DNA đóng một vai trò quan trọng trong di truyền đã được xác nhận bởi các nhà di truyền học Alfred Day Hershey và Martha Chase vào năm 1952 dựa trên khám phá của họ rằng DNA là vật chất di truyền. Một năm sau, James Watson, cùng với Francis Crick, đã trình bày trên tạp chí Nature về mô hình chuỗi xoắn kép chính xác đầu tiên của cấu trúc DNA. X-quang được chụp vào tháng 1952 năm XNUMX bởi Rosalind Franklin.
