Nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn

Cơ chế nhân đôi ADN diễn ra theo nguyên tắc bổ sung và bán bảo tồn. Nhờ đó, hai phân tử ADN con được tạo ra hoàn toàn giống nhau và giống với phân tử ADN mẹ. Cơ chế tự nhân đôi có ý nghĩa là bảo đảm duy trì bộ NST đặc trưng của loài qua các thế hệ tế bào. Cùng tìm hiểu chi tiết hơn về nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn qua bài viết sau:

1. Quá trình nhân đôi ADN là gì?

Quá trình nhân đôi ADN là quá trình tổng hợp hai phân tử ADN mới có cấu trúc giống với tế bào mẹ ban đầu đó là do quá trình nhân đôi diễn ra theo các nguyên tắc:

Nguyên tắc bán bảo toàn (giữ lại ½)

Nguyên tắc bổ sung: A lk T, G lk X

Nguyên tắc nửa gián đoạn

Hệ quả của việc thực hiện quá trình nhân đôi theo các nguyên tắc này là giúp cho thông tin di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác được truyền đạt nguyên vẹn.

2. Nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn

Nguyên tắc bổ sung: Mạch mới của ADN con được tổng hợp dựa trên mạch khuôn của ADN mẹ. Các nuclêôtit ở mạch khuôn liên kết với các nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào theo nguyên tắc A liên kết với T (bằng 2 liên kết hidro), G liên kết với X (bằng 3 liên kết hidro) hay ngược lại.

Nguyên tắc bán bảo tồn: Trong mỗi ADN con có một mạch của ADN mẹ (mạch cũ), mạch còn lại được tổng hợp mới theo nguyên tắc bổ sung.

>>> Xem thêm: Nguyên tắc bổ sung trong cấu trúc AND

3. Quá trình nhân đôi ADN diễn ra ở đâu?

– Quá trình nhân đôi ADN diễn ra ở trong nhân tế bào, ti thể, lục lạp hay ở tế bào chất (plasmit của vi khuẩn).

4. Thời gian xảy ra

– Xảy ra ở pha S của kì trung gian. Khi đó các nhiễm sắc thể ở trạng thái duỗi xoắn cực đại.

Quá trình sao chép xảy ra theo ba giai đoạn chính:

Tháo chuỗi xoắn kép và tách sợi ADN

Tạo mồi trên sợi mẫu

Lắp ráp đoạn ADN mới

5. Thành phần tham gia

ADN khuôn (ADN mẹ)

Các nu tự do A, T, G, X

Năng lượng: ATP

Hệ enzim:

6. Diễn biến quá trình nhân đôi ADN

Quá trình tự nhân đôi ADN (sao chép) diễn ra qua các giai đoạn theo thứ tự sau:

- Khi mới bắt đầu nhân đôi, phân tử ADN tháo xoắn, 2 mạch đơn trong phân tử ADN tách nhau dần dần dưới tác dụng của các enzyme.

- Sau khi được tách ra, các nuclêôtit trên mạch đơn lần lượt liên kết với các nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung (A-T, G-X) để tạo mạch mới.

- Khi quá trình tự nhân đôi kết thúc, hai phân tử ADN con được tạo thành rồi đóng xoắn

7. Kết quả của quán trình nhân đôi ADN

– Từ 1 phân tử ADN mẹ ban đầu → tự sao 1 lần → 2 ADN con.

– 2 ADN con giống hệ nhau và giống ADN mẹ ban đầu.

– ADN con có 1 mạch đơn mới với 1 mạch đơn cũ của ADN mẹ.

Lưu ý:

– Có sự khác biệt trong cơ chế nhân đôi ADN của sinh vật nhân thực với sinh vật nhân sơ

Hệ gen: Sinh vật nhân thực có hệ gen lớn và phức tạp hơn → Có nhiều điểm tái bản khác nhau (nhiều đơn vị tái bản). Ở sinh vật nhân sơ chỉ chỉ xảy ra tại một điểm (đơn vị tái bản).

Tốc độ: Sinh vật nhân sơ có tốc độ nhân đôi lớn hơn

Hệ enzym: Sinh vật nhân thực phức tạp hơn

8. Tốc độ sao chép

Ở vi khuẩn nhân sơ E. coli, quá trình sao chép có thể xảy ra với tốc độ 1.000 nucleotide mỗi giây. Trong khi đó, ADN của người sao chép với tốc độ 50 nucleotide mỗi giây. Trong cả hai trường hợp, quá trình sao chép xảy ra nhanh vì có nhiều polymerase tổng hợp hai sợi mới cùng một lúc từ hai sợi mẫu ban đầu. Quá trình sao chép tất cả ADN trong một tế bào người chỉ mất vài giờ đồng hồ. Vào cuối quá trình này, một khi tất cả ADN được sao chép, tế bào thực sự có gấp đôi số lượng ADN cần thiết. Cuối cùng tế bào có thể phân chia và tách ADN này vào tế bào con, từ đó tạo thành tế bào con hoàn toàn giống với tế bào mẹ về mặt di truyền trong phần lớn trường hợp.

----------------------------

Trên đây là toàn bộ thông tin về quá trình nhân đôi AND, các nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn. Đây là một phần kiến thức rất quan trọng trong chương trình Sinh học 12 đòi hỏi các bạn phải nắm thật chắc. Chúc các bạn học tập tốt.