Khái niệm Bằng chứng sinh học phân tử

Sinh học phân tử là định lượng, và có nhiều công việc được thực hiện với giao diện của nó với khoa học máy tính trong tin sinh học và sinh học tính toán. Cùng Top lời giải tìm hiểu về Bằng chứng sinh học phân tử qua bài viết này nhé!

1. Khái niệm sinh học phân tử

- Sinh học phân tử liên quan đến cơ sở phân tử của hoạt động sinh học giữa các phân tử sinh học trong các hệ thống khác nhau của tế bào, bao gồm các tương tác giữa DNA, RNA, và các protein và quá trình sinh tổng hợp của chúng, cũng như việc điều chỉnh các tương tác này. Viết về Thiên nhiên vào năm 1961, William Astbury mô tả sinh học phân tử như sau:

"... không phải là một kỹ thuật như một cách tiếp cận, một cách tiếp cận từ quan điểm của cái gọi là khoa học cơ bản với ý tưởng hàng đầu về tìm kiếm dưới các biểu hiện quy mô lớn của sinh học cổ điển cho kế hoạch phân tử tương ứng. với các dạng của các phân tử sinh học và [...] chủ yếu là ba chiều và cấu trúc - điều đó không có nghĩa là nó chỉ là sự sàng lọc về hình thái học và phải cùng lúc tìm hiểu về nguồn gốc và chức năng."

2. Đặc điểm sinh học phân tử

- Phần lớn sinh học phân tử là định lượng, và gần đây đã có nhiều công việc được thực hiện với giao diện của nó với khoa học máy tính trong tin sinh học và sinh học tính toán. Vào đầu những năm 2000, nghiên cứu về cấu trúc và chức năng gen, di truyền học phân tử, là một trong những lĩnh vực quan trọng nhất của sinh học phân tử. Ngày càng có nhiều lĩnh vực khác của sinh học tập trung vào các phân tử, hoặc trực tiếp nghiên cứu các tương tác theo chính mình như trong sinh học tế bào và sinh học phát triển, hoặc gián tiếp, khi các kỹ thuật phân tử được sử dụng để suy ra các thuộc tính lịch sử của quần thể hoặc các loài, như trong các lĩnh vực sinh học tiến hóa chẳng hạn như di truyền nhân chủng và phát sinh loài. Ngoài ra còn có một truyền thống lâu đời của nghiên cứu sinh học phân tử "từ dưới mặt đất" trong sinh lý học.

3. Bằng chứng sinh học phân tử

- Cơ sở vật chất chủ yếu của sự sống là các đại phân tử hữu cơ: axit nuclêic (ADN, ARN), prôtêin. Các loài sinh vật đều có vật chất di truyền là ADN (trừ số virut có vật chất di truyền là ARN). ADN có vai trò mang và truyền đạt thông tin di truyền. ADN của các loài đều được cấu tạo từ 4 loại nuclêôtit là ađênin (A), timin (T), guanin (G) và xitôzin (X).

- ADN của các loài khác nhau ở thành phần, số lượng và trình tự sắp xếp của các loại nuclêôtit. Chính đây là yếu tố tạo nên tính đặc trưng cho ADN của mỗi loài. Sự giống và khác nhau nhiều hay ít về thành phần, số lượng và đặc biệt là trật tự sắp xếp của các nuclêôtit phản ánh mức độ quan hệ họ hàng giữa các loài. Ví dụ, dưới đây là trình tự các nuclêôtit trong mạch mang mã gốc của một đoạn gen mã hoá cấu trúc của nhóm enzim đehiđrogenaza ở người và các loài vượn người : 

+ Người: – XGA – TGT – TGG – GTT – TGT – TGG –

+ Tinh tinh: – XGT – TGT – TGG – GTT – TGT – TGG – 

+ Gôrila: – XGT – TGT – TGG – GTT – TGT – TAT –

+ Đười ươi: – TGT – TGG – TGG – GTX – TGT – GAT – 

- Tính thống nhất của sinh giới còn thể hiện ở mã di truyền. Mã di truyền của các loài đều có đặc điểm giống nhau, thể hiện rõ nhất của mã di truyền là tính phổ biến của thông tin di truyền ở tất cả các loài đều được mã hoá theo nguyên tắc chung. 

- Prôtêin có nhiều chức năng : cấu trúc, xúc tác (enzim), điều hoà (hoocmôn)… Prôtêin của các loài đều được cấu tạo từ trên 20 loại axit amin và mỗi loại prôtêin của loài được đặc trưng bởi thành phần, số lượng và đặc biệt là trật tự sắp xếp của các loại axit amin.

- Quan hệ họ hàng của các loài cũng được phản ánh thông qua các yếu tố đặc trung nói trên của prôtêin. Ví dụ, phân tích tỉ lệ phần trăm các axit amin sai khác nhau trong chuỗi pôlipeptit anpha của phân tử hemoglobin ở một số loài động vật có xương sống người ta thu được kết quả như ở bảng 

- Sự khác nhau về trình tự axit amin trong một đoạn pôlipeptit beta của phân tử hemoglobin ở một số loài động vật có vú như sau : 

+ Đười ươi : … Val – His – Leu – Thr – Pro – Glu – Glu – Lys – Ser …

+ Ngựa : …Val – His – Leu – Ser – Gly – Glu – Glu – Lys – Ala …

+ Lợn : …Val – His – Leu – Ser – Ala – Glu – Glu – Lys – Ser …

- Các loài có quan hệ họ hàng càng gần nhau thì trình tự và tỉ lệ các axit amin và nuclêôtit càng giống nhau và ngược lại. Các bằng chứng sinh học phân tử cho thấy nguồn gốc thống nhất của các loài.