Cấu trúc chuỗi xoắn kép DNA
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.61 MB, 13 trang )
Cấu trúc chuỗi
xoắn kép DNA
Vào năm 1951-52, việc nghiên cứu cấu
trúc ba chiều của DNA bằng phân tích
nhiễu xạ tia X được bắt đầu bởi Maurice
Wilkins và Rosalind Franklin. Các bức
ảnh chụp được 1952 (hình 1) gợi ý rằng
DNA có cấu trúc xoắn gồm hai hoặc ba
chuỗi. Lúc này ở Anh còn có một số
nghiên cứu khác nhằm phát triển lý
thuyết nhiễu xạ của Linus Pauling để tìm
hiểu cấu trúc DNA. Tuy nhiên, giải pháp
đúng đắn nhất là chuỗi xoắn kép bổ sung
do Watson và Crick đưa ra năm 1953
(Hình 2 và 3). Mô hình này hoàn hoàn
toàn phù hợp với các số liệu của Wilkins
và Franklin cũng như của Chargaff. Sự
kiện này mở ra một bước ngoặt mới cho
cho sự ra đời và phát triển với tốc độ
nhanh chóng của di truyền học phân tử.
b)
Hình 1 R.Franklin (trái) và M.Wilkins;
và (b) Ảnh chụp cấu trúc DNA tinh thể
bằng tia X của Franklin.
(a) (b)
Hình 2 (a) J.Watson (trái) và F.Crick; và
(b) Mô hình cấu trúc tinh thể DNA.
Hình 3 Các mô hình cấu trúc chuỗi
xoắn kép DNA.
1. Mô hình Watson-Crick
Mô hình Watson-Crick (DNA dạng B;
Hình 3) có các đặc điểm sau:
(1) DNA gồm hai chuỗi đối song song
(antiparallel) cùng uốn quanh một trục
trung tâm theo chiều xoắn phải, với
đường kính 20A
o
(1Angstrom = 10
-10
m),
gồm nhiều vòng xoắn lặp lại một cách
đều đặn và chiều cao mỗi vòng xoắn là
34 A
o
, ứng với 10 cặp base (base pair,
viết tắt là bp).
(2) Các bộ khung đường-phosphate phân
bố ở mặt ngoài chuỗi xoắn và các base
nằm ở bên trong; chúng xếp trên những
mặt phẳng song song với nhau và thẳng
góc với trục phân tử, với khoảng cách
trung bình 3,4 A
o
.
(3) Hai sợi đơn gắn bó với nhau bằng các
mối liên kết hydro (vốn là lực hóa học
yếu) được hình thành giữa các cặp base
đối diện theo nguyên tắc bổ sung "một
purine - một pyrimidine". Cụ thể là, trong
DNA chỉ tồn tại hai kiểu kết cặp base đặc
thù là A-T (với hai liên kết hydro) và G-
C (với ba liên kết hydro) (Hình 3 và 4).
(4) Tính chất bổ sung theo cặp base dẫn
đến sự bổ sung về trình tự các base giữa
hai sợi đơn của mỗi chuỗi xoắn kép. Vì
vậy, trong bất kỳ một phân tử DNA sợi
kép nào hoặc một đoạn của nó bao giờ
cũng có: A = T và G = C; nghĩa là: [A +
G] = [T + C] hay (đây là tỷ số giữa
các base purine và các base pyrimidine),
còn tỷ lệ là đặc thù cho từng loài (thực
chất đây là tỷ lệ giữa hai base không bổ
sung cho nhau hoặc giữa hai base cùng
nhóm, ví dụ A/G hoặc T/C).
