DNA là gì? DNA được phát hiện như thế nào? Cấu trúc xoắn kép của DNA

DNA được phát hiện như thế nào?

Nó quyết định tất cả những đặc điểm dù là nhỏ nhất của chúng ta… Vậy DNA là gì?

DNA là gì?

DNA là một loại vật chất di truyền tồn tại trong mọi tế bào sống. Nó có cấu trúc như một thang xoắn được cấu tạo từ hai sợi, được biết đến như là một loại vật chất mang thông tin di truyền. Cấu trúc xoắn của DNA được 2 nhà khoa học James Watson và Francis Crick đề xuất vào năm 1953.

DNA là phân tử mang thông tin di truyền dưới dạng bộ ba mã di truyền quy định mọi hoạt động sống (sinh trưởng, sinh sản, phát triển v.v) của các sinh vật và hầu hết virus.

Đây là từ viết tắt thuật ngữ tiếng Anh deoxyribonucleic acid, tiếng Việt gọi là axit đêôxyribônuclêic (nguồn gốc từ tiếng Pháp: acide désoxyribonucléique, viết tắt: ADN).

Xem thêm:

Cấu trúc không gian của phân tử DNA?

DNA và RNA là những axit nucleic, cùng với protein, lipid và cacbohydrat cao phân tử (polysaccharide) đều là những đại phân tử sinh học chính có vai trò quan trọng thiết yếu đối với mọi dạng sống được biết đến. Phần lớn các phân tử DNA được cấu tạo từ hai mạch polyme sinh học xoắn đều quanh một trục tưởng tượng tạo thành chuỗi xoắn kép.

Hai mạch DNA này được gọi là các polynucleotide vì thành phần của chúng bao gồm các đơn phân nucleotide. Mỗi nucleotide được cấu tạo từ một trong bốn loại nucleobase là cytosine (C), guanine (G), adenine (A), hay thymine (T) – liên kết với đường deoxyribose và một nhóm phosphat.

Các nucleotide liên kết với nhau thành một mạch DNA bằng liên kết cộng hóa trị giữa phân tử đường của nucleotide với nhóm phosphat của nucleotide tiếp theo, tạo thành “khung xương sống” đường – phosphat luân phiên vững chắc.

Những base nitơ giữa hai mạch đơn polynucleotide liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung (A liên kết với T, và C liên kết với G) thông qua các mối liên kết hydro để tạo nên chuỗi DNA mạch kép.

Một nửa của ADN của một người được thừa hưởng từ mẹ, và một nửa là thừa kế từ người cha. Tuy nhiên, trong khi dấu vân tay không có giá trị cho thiết lập các mối quan hệ gia đình, các mật mã di truyền chứa trong chuỗi ADN lại có giá trị cho việc thiết lập mối quan hệ gia đình, bởi vì chúng được thừa hưởng từ thế hệ trước.

DNA được phát hiện như thế nào?

DNA được phát hiện ra đầu tiên vào năm 1869 và nhà hóa sinh người Thụy Điển Friedrich Miescher là người đầu tiên tìm ra nó. Năm 1869, khi ông đang  đang nghiên cứu các tế bào bạch huyết từ những vết mủ trên những băng cứu thương đã qua sử dụng. DNA là gì? Ban đầu Miescher gọi nó là “nuclein” vì nó xuất hiện trong nhân (nuclei) của tế bào.

1865: Gregor Mendel thông qua các thí nghiệm nhân giống với đậu Hà Lan khám phá ra rằng các tính trạng được di truyền dựa trên các luật cụ thể (Quy luật Mendel)

1866: Ernst Haeckel đề xuất rằng hạt nhân chứa các yếu tố chịu trách nhiệm truyền các đặc điểm di truyền.

1869: Lần đầu tiên Friedrich Miescher phân lập DNA.

1871: Các ấn phẩm đầu tiên mô tả DNA (“nuclein”) của Friedrich Miescher, Felix Hoppe-Seyler và P. Plo´sz được xuất bản.

1882: Walther Flemming mô tả nhiễm sắc thể và xác định trạng thái của chúng trong quá trình phân chia tế bào.

1884 – 1885: Oscar Hertwig, Albrecht von Kflliker, Eduard Giorgburger và August Weismann độc lập cung cấp bằng chứng cho thấy hạt nhân tế bào chứa các thông tin cơ bản được kế thừa từ các thế hệ trước.

1889: Richard Altmann đổi tên “nuclein” thành axit “nucleic”.

1900: Carl Correns, Hugo de Vries và Erich von Tschermak tái khám phá Luật Mendel.

1902: Theodor Boveri và Walter Sutton cho rằng các đơn vị di truyền (được gọi là “genes” tính đến năm 1909) nằm trên nhiễm sắc thể.

1902 – 1909: Archibald Garrod đề xuất rằng các khiếm khuyết di truyền dẫn đến mất các enzyme và các bệnh chuyển hóa di truyền.

1909: Wilhelm Johannsen sử dụng khái niệm “gene” để mô tả các đơn vị di truyền.

1910: Thomas Hunt Morgan sử dụng ruồi giấm (Drosophila) làm mẫu để nghiên cứu di truyền và tìm ra ruồi biến dị đầu tiên có mắt trắng.

1913: Alfred Sturtevant và Thomas Hunt Morgan tạo ra bản đồ liên kết di truyền đầu tiên (cho ruồi giấm Drosophila).

1928: Frederick Griffith cho rằng một quá trình biến đổi cho phép các thuộc tính từ một loại vi khuẩn (Streptococcus pneumoniae độc ​​hại bất hoạt nhiệt) được chuyển sang một loại khác (Streptococcus pneumoniae sống không có môi trường sống).

1929: Phoebus Levene xác định các khối xây dựng của DNA, bao gồm bốn cơ sở adenine (A), cytosine (C), guanine (G) và thymine (T).

1941: George Beadle và Edward Tatum chứng minh rằng mọi enzyme được sản xuất gene

1944: Oswald T. Avery, Colin MacLeod và Maclyn McCarty chứng minh rằng nguyên tắc của Griffithod transforming Đây không phải là protein, mà là DNA, cho thấy DNA có thể hoạt động như một vật liệu di truyền.

1949: Colette và Roger Vendrely và Andre Lần Boivin phát hiện ra rằng nhân của các tế bào mầm chứa một nửa lượng DNA được tìm thấy trong các tế bào soma.

Điều này tương đương với việc giảm số lượng nhiễm sắc thể trong quá trình tạo giao tử và cung cấp thêm bằng chứng cho thực tế rằng DNA là vật liệu di truyền.

1949 – 1950: Erwin Chargeaff cho thấy rằng thành phần cơ sở DNA khác nhau giữa các loài nhưng xác định rằng trong một loài, các bazơ trong DNA luôn có mặt ở các tỷ lệ cố định cũng như số lượng các nucleotide.

1952: Alfred Hershey và Martha Chase sử dụng vi-rút (vi khuẩn T2) để xác nhận DNA là vật liệu di truyền bằng cách chứng minh rằng trong quá trình gây nhiễm virus, DNA xâm nhập vào vi khuẩn trong khi protein của virut thì không và DNA này có thể được tìm thấy trong các hạt virus của thế hệ sau.

1953: Rosalind Franklin và Maurice Wilkins sử dụng các phân tích tia X để chứng minh rằng DNA có cấu trúc xoắn lặp lại.

1953: James Watson và Francis Crick khám phá cấu trúc phân tử của DNA: một chuỗi xoắn kép trong đó A liên kết với T và C luôn luôn với G.

1956: Arthur Kornberg phát hiện ra DNA polymerase, một loại enzyme sao chép DNA.

1957: Francis Crick đề xuất “Thuyết trung tâm” (thông tin trong DNA được dịch thành protein thông qua RNA) và suy đoán rằng bộ ba nucleotide trong DNA luôn chỉ định một axit amin trong protein.

1958: Matthew Meselson và Franklin Stahl mô tả cách sao chép DNA (sao chép bán tự động).

1961 – 1966: Robert W. Holley, Har Gobind Khorana, Heinrich Matthaei, Marshall W. Nirenberg và các đồng nghiệp đã tìm ra các mã di truyền.

Năm 1968 – 1970: Werner Arber, Hamilton Smith và Daniel Nathans lần đầu tiên sử dụng enzyme cắt giới hạn để cắt DNA ở những vị trí cụ thể.

Năm 1972: Paul Berg sử dụng các enzyme cắt giới hạn để tạo ra đoạn DNA tái tổ hợp đầu tiên.

1977: Frederick Sanger, Allan Maxam và Walter Gilbert phát triển các phương pháp để giải trình tự DNA.

1982: Loại thuốc đầu tiên (insulin người), dựa trên DNA tái tổ hợp, xuất hiện trên thị trường.

1983: Kary Mullis phát minh ra PCR như một phương pháp khuếch đại DNA in vitro.

1990: Bắt đầu nghiên cứu dự án về bộ gene người.

1995: Trình tự hoàn chỉnh đầu tiên về bộ gen của một sinh vật sống tự do (vi khuẩn Haemophilusenzae) được công bố.

1996: Trình tự bộ gen hoàn chỉnh của sinh vật nhân chuẩn đầu tiên là nấm men S. Cerevisiae được công bố.

1998: Trình tự bộ gen hoàn chỉnh của sinh vật đa bào đầu tiên Giun tròn giun tròn Caenorhabd viêm Elegans 21 được công bố.

1999: Trình tự nhiễm sắc thể người đầu tiên được công bố.

2000: Trình tự hoàn chỉnh bộ gen của ruồi giấm Drosophila và nhánh đầu tiên của cây Arab Arabopsopsis được công bố.

2001: Trình tự hoàn chỉnh của bộ gen người được công bố.

2002: Trình tự bộ gen hoàn chỉnh của sinh vật mô hình động vật có vú đầu tiên, con chuột đã được công bố.

Như vậy mình đã giới thiệu tổng quát về DNA là gì? Lịch sử phát hiện và nghiên cứu về phân tử DNA cũng như cấu trúc không gian của nó. Hẹn gặp lại các bạn trong những bài viết tiếp theo.

Để được tư vấn chi tiết, giải đáp thắc mắc, hướng dẫn sử dụng và báo giá cụ thể, hãy liên hệ ngay với Visitech – Công ty TNHH Khoa học Kỹ thuật Việt Sinh qua các thông tin bên dưới:

• Email: [email protected] – [email protected]

• Hotline: 0919.112.141 – 0916.07.23.23

• Website: visitech.vn | visi.vn

• Địa chỉ: 539 Lũy Bán Bích, P. Phú Thạnh, Q. Tân Phú, TPHCM