Vật chất di truyền là gì?

Vật chất di truyền là vật chất tế bào, có vai trò cơ bản trong việc xác định cấu trúc, bản chất của các chất trong tế bào, có khả năng tự nhân giống và biến đổi.

Vật chất di truyền của tế bào có thể là một gen, một phần của gen, một nhóm gen, phân tử ADN (hoặc ARN), một đoạn ADN (hoặc một đoạn ARN), một nhóm phân tử ADN (hoặc một nhóm phân tử ARN) hoặc toàn bộ hệ gen của sinh vật.

Nó có thể được tìm thấy trong nhân , ty thể và tế bào chất , tùy thuộc vào loại sinh vật, tức là nó là Prokaryote hay Eukaryote.

Vật chất di truyền bao gồm ADN (axit deoxyribonucleic) và ARN (axit ribonucleic).

Vật chất di truyền được tìm thấy ở đâu?

Tế bào chất của sinh vật nhân sơ như vi khuẩn có chứa ADN. Ở sinh vật nhân chuẩn như thực vật và động vật, DNA được tìm thấy trong nhân tế bào (DNA nhân) và ở mức độ thấp hơn ở các vị trí ngoại nhân, chẳng hạn như ty thể (chứa mtDNA ) và lục lạp (chứa cpDNA ).

Vật liệu di truyền kiểm soát thành phần của sinh vật và nó giống hệt nhau trong các tế bào soma của sinh vật đa bào. Vật chất di truyền có khả năng sao chép cùng với tế bào nên tế bào mới chứa vật chất di truyền giống tế bào mẹ.

Có những vật liệu di truyền được tìm thấy ở dạng plasmid. Plasmid là vật liệu di truyền được tìm thấy bên ngoài nhiễm sắc thể của một số vi khuẩn. Chúng rời rạc, hình tròn, siêu xoắn và nhỏ hơn nhiều so với thông tin di truyền của nhiễm sắc thể. Plasmid thường chứa mã hóa thông tin cho những đặc điểm không cần thiết như khả năng kháng kháng sinh và sản xuất độc tố. Plasmid có thể sao chép độc lập khỏi tế bào. Plasmid liên hợp có thể được truyền giữa các vi khuẩn dẫn đến sự xuất hiện các đặc điểm mới trong tế bào vi khuẩn nhận.

Làm thế nào để xác định vật chất di truyền?

Vật chất di truyền sẽ chứa một gen, một phần hoặc một nhóm gen hoặc thậm chí toàn bộ bộ gen.

Ba loại vật liệu di truyền là gì?

ADN, ARN và gen là ba loại vật liệu di truyền của các sinh vật sống

Cấu trúc vật chất di truyền

Các nhà khoa học đã nghiên cứu cấu trúc và chức năng của vật liệu di truyền và phát hiện ra rằng vật chất di truyền nằm trong nhiễm sắc thể.

Bởi vì nhiễm sắc thể chứa protein và ADN nên ở giai đoạn ban đầu của lĩnh vực Sinh học phân tử, chúng ta đều chưa rõ liệu protein hay ADN mang thông tin di truyền hay không?

Các thí nghiệm của Hershey và Chase đã chứng minh rằng ADN, chứ không phải protein, là vật liệu di truyền vì protein thiếu đặc tính quan trọng nhất của vật liệu di truyền, đó là sự sao chép (hay còn gọi là tái bản, nhân đôi ADN).

Trong tế bào người, vật chất di truyền hiện diện ở dạng phân tử ADN sợi đôi, tạo thành hình dạng xoắn kép. Nó được tạo thành từ một chuỗi các nucleotide tạo thành hai chuỗi ADN.

Trong quá trình sao chép tế bào, hai chuỗi tách ra và cuối cùng, hai phân tử ADN mới được hình thành. Phân tử ADN mới được sao chép giống hệt với phân tử ADN ban đầu.

Cấu tạo ADN

ADN bao gồm sự kết hợp khác nhau của bốn loại nucleotide:

• Adenine (A)
• Thymine (T)
• Guanine (G)
• Cytocine (C)

trong đó G được ghép với C và A được ghép với T trên mạch đối diện tạo thành một bazơ.

Bazơ được gắn vào một phân tử photphat và đường ribose tạo thành nucleotide.

ADN ở người được tìm thấy ở dạng sợi tuyến tính nhiễm sắc thể trong nhân. Ngược lại, ADN vi khuẩn hiện diện ở dạng một sợi đơn duy nhất. Các protein cấu trúc được liên kết với các chất nhiễm sắc hình thành ADN nhiễm sắc thể có tác dụng nén, sắp xếp và kiểm soát khả năng tiếp cận các chuỗi ADN.

Nhiễm sắc thể ở sinh vật nhân chuẩn thường bao gồm các nucleosome với các đoạn ADN quấn quanh protein histone.

Hệ gen là tập hợp toàn bộ vật liệu di truyền hoàn chỉnh trong cơ thể sinh vật.

Cấu tạo ARN

ARN là vật liệu di truyền của một số virus. Phân tử ARN cũng có cấu trúc đa phân được tạo thành bởi 1 chuỗi đơn chứa nhóm phốt phát, đường và nucleotide.

Thành phần của các ba zơ trong phân tử ARN về cơ bản là giống với ADN, chỉ khác là Thymine (T) được thay thế bằng Uracil (U). Do đó, A sẽ liên kết với U và G vẫn giữ liên kết với C trong cấu tạo của ARN.

Chức năng vật chất di truyền

Vật liệu di truyền cực kỳ quan trọng vì nó lưu giữ tất cả thông tin về sinh vật. Sự đa dạng về thành phần di truyền giữa các cá thể là kết quả của sự khác biệt về trình tự và thứ tự các base hình thành ADN.

Các chuỗi ADN của vật liệu di truyền có tính cô đặc cao và được tổ chức trong tế bào để giữ cho vật liệu di truyền được an toàn. tuy nhiên, tế bào phải có sẵn ADN để sử dụng làm khuôn mẫu cho các phản ứng sinh hóa khác nhau như tổng hợp protein.

Để tổng hợp protein, tế bào sử dụng chuỗi ADN làm khuôn mẫu hướng dẫn vì theo lý thuyết trung tâm của Sinh học phân tử, ADN được sử dụng để tạo ra RNA thông tin (mRNA), bổ sung cho một trong các chuỗi ADN.

ARN thông tin sau đó được dịch mã bởi ARN ribosome để tạo ra protein từ các axit amin khác nhau. Trình tự các axit amin được gọi là mã di truyền.

Đặc điểm của vật chất di truyền là gì?

Vật chất di truyền được tìm thấy trong mọi tế bào và lưu trữ tất cả thông tin về sinh vật.

Vật chất di truyền khác nhau giữa các sinh vật khác nhau. Thông tin chứa đựng trong vật chất di truyền kiểm soát các chức năng khác nhau trong tế bào, kiểm soát sự sao chép của tế bào và hình thành các tế bào mới.

Đặc trưng của vật chất di truyền cũng giải thích cho sự biến đổi của sinh vật.

Vật chất di truyền có trong mọi tế bào là ADN. ADN được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác thông qua gen. Thông tin di truyền liên kết các thế hệ trước với một cá nhân. Các đặc điểm cá nhân như tóc và màu da được di truyền trên các gen cùng với các đặc điểm vô hình hoặc lặn khác.

Một số thay đổi di truyền (đột biến) có thể ảnh hưởng đến vật liệu di truyền của một cá thể và có thể được truyền lại cho thế hệ tiếp theo.

Những thay đổi khác có thể không ảnh hưởng đến vật liệu di truyền và do đó không truyền sang con cái của chúng.

Công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới hiện đang là công cụ mạnh mẽ trong Sinh học phân tử và được sử dụng để cung cấp các liệu pháp mới cho các bệnh di truyền phức tạp.