Ghép nối cơ sở

Một cặp bazơ bao gồm hai nucleobase, nằm đối diện nhau trong axit deoxyribonucleic (DNA) hoặc axit ribonucleic (RNA), liên kết với nhau và tạo thành sợi đôi với sự trợ giúp của liên kết hydro. Đây là thông tin bộ gen của một sinh vật và chứa các gen. Một cái bị lỗi Ghép nối cơ sở có thể dẫn đến đột biến.

Ghép nối cơ sở là gì?

Một cặp bazơ bao gồm các nucleobase. Nó là một phần tử của DNA hoặc RNA. Đến lượt mình, những nucleobase này cùng với axit photphoric hoặc photphat và deoxyribose, một loại đường, tạo thành nucleotit (gốc).

Axit photphoric và deoxyribose giống nhau đối với mọi nucleotide; chúng tạo thành xương sống của DNA. Bazơ và deoxyribose được gọi là nucleosit. Dư lượng phốt phát có nghĩa là DNA mang điện tích âm và cũng ưa nước, và có sự tương tác với nước.

Các nucleotide chỉ khác nhau về base. Sự phân biệt được thực hiện giữa năm bazơ, tùy thuộc vào việc chúng là thành phần của DNA hay RNA. Các bazơ là adenin (A) và guanin (G), chúng thuộc về nhân purin. Thymine (T), cytosine (C) và uracil (U) là các pyrimidine. Purines là các hợp chất hữu cơ dị vòng, trong khi pyrimidine là các hợp chất hữu cơ dị vòng, thơm.

Trong DNA có sự kết cặp bazơ của adenine và thymine (A-T), cũng như guanine và cytosine (G-C). Mặt khác, trong trường hợp của RNA, sự kết cặp bazơ xảy ra giữa adenin và uracil (A-U) và giữa guanin và cytosine (G-C). Sự kết đôi cơ sở này được gọi là bổ sung.

Các cặp được tạo ra bởi các liên kết hydro. Đây là sự tương tác giữa một nguyên tử hydro và một cặp electron đơn lẻ trên một nguyên tử khác. Nguyên tử hydro được liên kết cộng hóa trị ở đây. Đây là một liên kết hóa học trong đó có sự tương tác giữa các electron hóa trị của một nguyên tử và hạt nhân của nguyên tử khác. Các cặp bazơ cũng được dùng làm thước đo kích thước của DNA: 1bp tương ứng với một và 1kb tương ứng với 1000 cặp bazơ hoặc nucleotit.

Chức năng & nhiệm vụ

Bắt cặp cơ sở có chức năng cần thiết cho cấu trúc của DNA. DNA xảy ra như một chuỗi xoắn kép. Sự sắp xếp theo không gian của chuỗi xoắn kép được gọi là B-DNA, một chuỗi xoắn kép thuận tay phải, trái ngược với hình dạng A, có sự sắp xếp thoải mái hơn.

Khi adenine và thymine kết đôi với bazơ, hai liên kết hydro được hình thành. Ngược lại, sự kết đôi của guanin và cytosine tạo ra ba liên kết hydro. Do sự bắt cặp bazơ giữa một purine và một pyrimidine, kết quả là khoảng cách giữa hai sợi DNA luôn bằng nhau. DNA có cấu trúc đều đặn, đường kính của chuỗi xoắn DNA là 2 nm. Quá trình quay hoàn toàn 360 ° trong vòng xoắn xảy ra sau mỗi 10 cặp bazơ và dài 3,4 nm.

Bắt cặp cơ sở cũng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình sao chép DNA. Quá trình sao chép DNA được chia thành giai đoạn bắt đầu, giai đoạn kéo dài và giai đoạn kết thúc. Điều này xảy ra trong quá trình phân chia tế bào. DNA không bị ràng buộc bởi một enzyme gọi là DNA helicase. Các sợi kép được tách ra khỏi nhau và một DNA polymerase tự gắn vào một sợi DNA đơn và bắt đầu tạo ra một sợi DNA bổ sung trên mỗi sợi đơn.Điều này tạo ra hai chuỗi DNA đơn mới, tạo thành chuỗi xoắn kép DNA mới.

Cấu trúc của chuỗi xoắn kép ADN mới được tổng hợp được đảm bảo bằng sự bắt cặp bổ sung của bazơ. Ngoài ra, sự bắt cặp bazơ đóng vai trò thiết yếu trong quá trình sinh tổng hợp protein. Điều này được chia thành phiên mã và dịch thuật. Trong quá trình phiên mã, chuỗi xoắn kép DNA được tháo ra và các sợi bổ sung được tách ra khỏi nhau. Điều này cũng được thực hiện bởi enzym helicase.

RNA polymerase liên kết với một sợi DNA và tạo thành RNA bổ sung cho nó. Trong trường hợp của RNA, uracil được sử dụng thay vì thymine và so với DNA, nó có một cái gọi là đuôi polyA. RNA luôn kết thúc bằng một chuỗi adenin. RNA cũng vẫn là một sợi đơn và được sử dụng để tổng hợp protein trong quá trình dịch mã. Loại protein phụ thuộc vào gen cụ thể được đọc và sử dụng làm khuôn mẫu để tổng hợp protein.

Bạn có thể tìm thấy thuốc của mình tại đây

Bệnh tật & ốm đau

Erwin Chargaff nhận thấy rằng số lượng bazơ adenine và thymine cũng như guanine và cytosine là 1: 1. James D. Watson và Francis Harry Compton Crick cuối cùng đã phát hiện ra rằng có một cặp bazơ bổ sung của adenine và thymine cũng như guanine và cytosine. Đây được gọi là ghép nối Watson-Crick.

Tuy nhiên, các rối loạn khác nhau có thể gây ra ghép đôi cơ sở bất thường, chẳng hạn như ghép nối ngược Watson-Crick. Một hình thức ghép nối cơ sở sai lầm khác là ghép nối lung tung. Đây là những cặp trái ngược với cặp Watson-Crick như G-U, G-T hoặc A-C. Những lỗi này có thể xảy ra trong quá trình sao chép DNA và sau đó phải được loại bỏ bằng cách sửa chữa DNA.

Sự kết cặp bazơ không chính xác có thể dẫn đến đột biến. Những đột biến này không nhất thiết phải có hại. Có những cái gọi là im lặng, trong đó một cặp bazơ được trao đổi cho một cặp khác, nhưng nó không dẫn đến bất kỳ rối loạn chức năng hoặc cấu trúc nào đối với protein được tổng hợp. Tuy nhiên, trong trường hợp thiếu máu hồng cầu hình liềm, một đột biến là lý do hình thành các tế bào hồng cầu không có chức năng. Đột biến ảnh hưởng trực tiếp đến hemoglobin, huyết sắc tố có nhiệm vụ vận chuyển oxy trong máu. Xảy ra rối loạn tuần hoàn và thiếu máu nghiêm trọng và đe dọa tính mạng.