ADN (Axit Deoxyribonucleic) là một phân tử quan trọng bậc nhất trong tế bào sống, mang thông tin di truyền quyết định mọi đặc điểm của sinh vật. Vậy, đặc điểm cấu tạo hóa học của ADN là gì?
ADN được cấu tạo từ các nguyên tố cơ bản: Carbon (C), Hydrogen (H), Oxygen (O), Nitrogen (N) và Phosphorus (P). Sự sắp xếp và liên kết của các nguyên tố này tạo nên cấu trúc phức tạp và độc đáo của ADN.
ADN là một đại phân tử (polymer) có kích thước vô cùng lớn, chiều dài có thể lên đến hàng trăm micromet (µm) và khối lượng phân tử đạt hàng chục triệu đơn vị carbon. Kích thước này cho phép ADN chứa đựng một lượng lớn thông tin di truyền.
ADN được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, nghĩa là nó được tạo thành từ nhiều đơn vị nhỏ hơn gọi là nucleotide. Mỗi nucleotide bao gồm ba thành phần chính:
- Đường Deoxyribose: Một loại đường 5 carbon (pentose) đóng vai trò là khung xương của nucleotide.
- Nhóm Phosphate: Một nhóm phosphate liên kết với đường deoxyribose, tạo nên liên kết phosphodiester nối các nucleotide lại với nhau.
- Base Nitrogenous (Base Nitơ): Một trong bốn loại base nitơ: Adenine (A), Thymine (T), Guanine (G) và Cytosine (C).
Bốn loại nucleotide (A, T, G, C) liên kết với nhau theo chiều dọc, tạo thành chuỗi polynucleotide. Số lượng và trình tự sắp xếp của các nucleotide này quyết định chiều dài và tính đa dạng của phân tử ADN. Chính sự sắp xếp khác nhau này tạo ra vô số các phân tử ADN khác nhau, mang thông tin di truyền khác nhau.
Các nucleotide trong mỗi chuỗi ADN liên kết với nhau thông qua liên kết phosphodiester, tạo thành một chuỗi đơn. Hai chuỗi polynucleotide này sau đó xoắn lại với nhau tạo thành cấu trúc xoắn kép đặc trưng của ADN.
Các base nitơ của hai chuỗi đơn liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung: Adenine (A) luôn liên kết với Thymine (T) bằng hai liên kết hydrogen, và Guanine (G) luôn liên kết với Cytosine (C) bằng ba liên kết hydrogen. Nguyên tắc bổ sung này đảm bảo tính chính xác trong quá trình sao chép và truyền đạt thông tin di truyền.
Cấu trúc xoắn kép của ADN giúp bảo vệ thông tin di truyền và cho phép phân tử ADN cuộn lại một cách hiệu quả, tạo điều kiện thuận lợi cho việc đóng gói trong nhân tế bào.
Tóm lại, cấu tạo hóa học của ADN bao gồm các nguyên tố C, H, O, N, P, được cấu tạo từ các đơn phân nucleotide (A, T, G, X) liên kết với nhau theo chiều dọc tạo thành chuỗi polynucleotide, hai chuỗi xoắn lại với nhau theo nguyên tắc bổ sung (A-T, G-X) tạo nên cấu trúc xoắn kép đặc trưng, đảm bảo sự ổn định và khả năng truyền đạt thông tin di truyền một cách chính xác.
