Trong sinh học phân tử, đột biến gen là sự thay đổi trong trình tự nucleotide của DNA. Những thay đổi này có thể dẫn đến sự thay đổi trong protein được mã hóa bởi gen đó, và do đó có thể ảnh hưởng đến chức năng của tế bào. Một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến cấu trúc và chức năng của DNA là liên kết hiđrô. Vậy, loại đột biến gen nào có thể làm tăng một liên kết hiđrô?
Liên kết hiđrô là lực hút tĩnh điện giữa các nguyên tử hiđrô mang điện tích dương một phần và các nguyên tử âm điện như nitơ hoặc oxy. Trong DNA, liên kết hiđrô liên kết hai mạch polynucleotide với nhau, tạo thành cấu trúc xoắn kép đặc trưng. Adenine (A) liên kết với Thymine (T) bằng hai liên kết hiđrô, trong khi Guanine (G) liên kết với Cytosine (C) bằng ba liên kết hiđrô.
Một đột biến gen làm tăng một liên kết hiđrô sẽ liên quan đến việc thay đổi các cặp base sao cho số lượng liên kết hiđrô tăng lên. Điều này có thể xảy ra khi một cặp A-T (2 liên kết hiđrô) được thay thế bằng một cặp G-C (3 liên kết hiđrô).
Ví dụ:
- Đột biến thay thế: Nếu một cặp base A-T bị thay thế bằng một cặp base G-C, tổng số liên kết hiđrô trong vùng gen đó sẽ tăng lên một.
Hãy xem xét các khả năng khác:
- Mất một cặp base: Việc mất một cặp base A-T sẽ làm giảm hai liên kết hiđrô, và việc mất một cặp G-C sẽ làm giảm ba liên kết hiđrô.
- Thêm một cặp base: Việc thêm một cặp base A-T sẽ làm tăng hai liên kết hiđrô, và việc thêm một cặp G-C sẽ làm tăng ba liên kết hiđrô.
Ảnh minh họa quá trình thay thế cặp base Adenine-Thymine (A-T) bằng Guanine-Cytosine (G-C) trong chuỗi DNA, dẫn đến tăng một liên kết hydro.
Như vậy, chỉ có đột biến thay thế cặp A-T bằng cặp G-C mới làm tăng đúng một liên kết hiđrô. Các loại đột biến khác sẽ dẫn đến sự thay đổi khác về số lượng liên kết hiđrô.
Tóm lại, đột biến thay thế cặp base A-T bằng cặp base G-C là loại đột biến gen duy nhất làm tăng chính xác một liên kết hiđrô trong DNA. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc hiểu rõ các cơ chế đột biến và ảnh hưởng của chúng đến cấu trúc và chức năng của gen.