BẢN CHẤT HÓA HỌC VÀ CHỨC NĂNG CỦA GEN

Gen là đơn vị cơ bản của di truyền. Chứa đựng thông tin di truyền quyết định các đặc điểm sinh học của sinh vật. Với bản chất hóa học đặc biệt và chức năng quan trọng cho nên đóng vai trò không thể thiếu trong hoạt động sống của tế bào và sự phát triển của cơ thể. Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về bản chất hóa học và chức năng của gen qua bài viết này.

1. Bản chất hóa học của gen là gì

a. Cấu trúc phân tử của gen

Gen là một đoạn của phân tử axit deoxyribonucleic DNA hoặc axit ribonucleic RNA trong một số trường hợp như virus RNA. Bản chất hóa học của gen chủ yếu liên quan đến.

DNA cấu tạo bởi hai chuỗi polynucleotide xoắn kép ngược chiều nhau. Mỗi nucleotide gồm ba thành phần chính.

• Đường deoxyribose C5H10O4.
• Nhóm photphat PO4³⁻.
• Một trong bốn loại bazơ nitơ Adenine A, Thymine T, Cytosine C và Guanine G.

A liên kết với T bằng hai liên kết hydro.

C liên kết với G bằng ba liên kết hydro.

RNA trong một số virus cấu trúc tương tự DNA nhưng lại sở hữu một số điểm khác biệt như sau.

• Đường ribose thay cho deoxyribose.
• Bazơ Uracil thay thế Thymine.
• RNA thường là chuỗi đơn mà không xoắn kép.

b. Gen và mã di truyền

Gen sắp xếp theo trình tự cụ thể của các bazơ nitơ trên chuỗi DNA hoặc RNA. Trình tự này chính là mã di truyền – quy định cách các axit amin liên kết tạo thành protein.

2. Chức năng của gen

a. Mang thông tin di truyền

Gen lưu trữ thông tin di truyền trong trình tự bazơ nitơ, quyết định cấu trúc và chức năng của protein. Protein là thành phần quan trọng, tham gia vào hầu hết các hoạt động sống của tế bào.

b. Truyền đạt thông tin di truyền

Trong quá trình sinh sản thì gen sao chép DNA replication và truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, đảm bảo sự kế thừa đặc điểm sinh học. Đảm bảo ổn định di truyền.

c. Điều hòa hoạt động sống

Gen không chỉ quy định tổng hợp protein mà còn tham gia điều hòa các hoạt động sống của tế bào thông qua các cơ chế biểu hiện gen. Tạo sự cân bằng sinh học.

d. Tham gia tiến hóa

Sự biến đổi trong cấu trúc gen đột biến gen là nguyên nhân chính dẫn đến sự đa dạng di truyền, tạo điều kiện cho tiến hóa.

3. Mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng của gen

a. Tính đặc hiệu của cấu trúc

Trình tự các bazơ nitơ trên gen quyết định trình tự axit amin trong protein. Một thay đổi nhỏ trong trình tự bazơ nitơ có thể làm thay đổi toàn bộ chức năng protein.

b. Sự liên kết và bền vững của cấu trúc DNA

• Liên kết hydro giữa các bazơ nitơ giúp DNA ổn định nhưng vẫn có thể tách ra trong quá trình sao chép và phiên mã.
• Chuỗi polynucleotide tạo điều kiện cho gen dễ dàng lưu trữ và truyền đạt thông tin.

Gen bản chất hóa học chỉ là DNA hoặc RNA, cũng chính là nền tảng của mọi hoạt động sống và sự di truyền. Quyết định sự sống. Nhờ khả năng mang thông tin di truyền, điều hòa hoạt động tế bào và tham gia tiến hóa nên gen đóng vai trò rất thiết yếu trong việc duy trì và phát triển sự sống. Tạo nên sự đa dạng. Hiểu rõ cấu trúc và chức năng của gen vừa giúp khám phá các quy luật di truyền lại còn mở ra cơ hội ứng dụng trong y học, nông nghiệp, sinh học…