Các gen bao gồm DNA. Chiều dài của gen quy định độ dài của protein được gen mã hóa. DNA là một chuỗi xoắn kép, trong đó các nucleotide [các bazơ] liên kết với nhau:
Adenine [A] liên kết với thymine [T]
Guanine [G] liên kết với cytosine [C]
DNA được phiên mã trong quá trình tổng hợp protein, trong đó một sợi ADN được dùng làm khuôn mẫu tổng hợp RNA thông tin [mRNA]. RNA có các base như DNA, ngoại trừ uracil [U] thay thế thymine [T]. mRNA di chuyển từ nhân đến tế bào chất và sau đó đến ribosome, nơi diễn ra quá trình tổng hợp protein . RNA vận chuyển [tRNA] mang các axit amin đến ribosome, và gắn axit amin vào chuỗi polypeptide đang phát triển theo một trình tự xác định bởi mRNA. Khi một chuỗi axit amin được lắp ráp, nó tự gấp nếp cuộn xoắn để tạo ra một cấu trúc protein ba chiều phức tạp dưới ảnh hưởng của các phân tử đi kèm lân cận.
DNA được mã hóa bằng mã bộ ba, chứa 3 trong số 4 nucleotides A, T, G, C. Các axit amin cụ thể được mã hóa bởi các mã bộ ba xác định. Vì có 4 nucleotide, nên số lượng mã bộ ba có thể có là 43 [64]. Tuy nhiên chỉ có 20 axit amin, nên có một số mã bộ ba dư thừa . Bởi vậy, một số mã bộ ba cùng mã hóa một axit amin. Các bộ ba khác có thể mã hóa các yếu tố mở đầu hoặc kết thúc quá trình tổng hợp protein và sắp xếp, lắp ráp các axit amin.
Gen bao gồm exon và intron. Exons mã hóa cho các axit amin cấu thành protein . Còn introns chứa các thông tin chi phối việc kiểm soát và tốc độ sản xuất protein. Exons và intron cùng được sao chép vào mRNA, nhưng các đoạn được sao chép từ intron được loại bỏ sau đó. Nhiều yếu tố điều hòa việc phiên mã, bao gồm RNA antisense, được tổng hợp từ chuỗi DNA không được mã hoá thành mRNA. Ngoài DNA, các nhiễm sắc thể chứa histon và các protein khác cũng ảnh hưởng đến sự biểu hiện gen [protein và số lượng protein được tổng hợp từ một gen nhất định].
Kiểu gen cho biết thành phần và trình tự di truyền cụ thể; nó quy định những protein nào được mã hóa để sản xuất. Ngược lại, bộ gen nói đến toàn bộ thành phần tất cả của các nhiễm sắc thể đơn bội, bao gồm các gen mà chúng chứa.
Kiểu hình hướng tới biểu hiện cơ thể , sinh hóa và sinh lý của một người - nghĩa là, làm thế nào các tế bào [ hay cơ thể] thực hiện chức năng. Kiểu hình được xác định bởi loại và số lượng protein tổng hợp, tức là, sự biểu hiện của các gen ra môi trường như thế nào.
Các yếu tố ảnh hưởng đến biểu hiện gen mà không thay đổi trình tự bộ gen được gọi là các yếu tố biểu sinh.
Sự hiểu biết về nhiều cơ chế sinh hóa điều chỉnh sự biểu hiện gen ngày càng rõ ràng. Một cơ chế là sự thay đổi việc nối exon [còn gọi là quá trình trưởng thành mRNA]. Trong phân tử mRNA mới được tổng hợp, các intron được loại bỏ, từng đoạn exon được tách ra riêng biệt, và sau đó các exon lắp ráp theo nhiều trật tự khác nhau, dẫn đến nhiều loại mRNA khác nhau và có khả năng dịch mã ra nhiều protein từ cùng chung một mã gen ban đầu. Số lượng protein được tổng hợp trong cơ thể con người có thể lên đến trên 100.000 mặc dù hệ gen của con người chỉ có khoảng 20.000 gen.
Các cơ chế trung gian biểu hiện gen khác bao gồm các phản ứng methyl hóa DNA và phản ứng của histone như methyl hóa và acetyl hóa. DNA methyl hóa có xu hướng làm bất hoạt một gen. Chuỗi DNA cuộn xoắn quanh quả cầu histone. Sự methyl hóa histone có thể làm tăng hoặc giảm số lượng protein được tổng hợp từ một gen cụ thể. Sự acetyl hóa histone liên quan đến việc giảm biểu hiện gen ra bên ngoài. Sợi DNA không được phiên mã để hình thành mRNA cũng có thể được sử dụng như một khuôn mẫu để tổng hợp RNA, kiểm soát quá trình phiên mã của sợi đối diện.
Một cơ chế quan trọng khác liên quan đến microRNAs [miRNAs]. MiRNA ngắn, hình dạng như chiếc kẹp tóc [các trình tự RNA khi liên kết với nhau] RNA này ức chế sự biểu hiện gen sau khi phiên mã. MiRNA có thể tham gia vào việc điều chỉnh đến 60% protein đã phiên mã.
Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã biết rằng DNA được cấu trúc bởi bốn đơn vị base cơ bản - adenine, guanine, thymine và cytosine. Bốn loại base này đã được giảng dạy trong sách giáo khoa và giải thích làm thế nào gen mã hóa cho cuộc sống.
Gần đây, các nhà khoa học đã mở rộng danh sách đó từ 4 lên 6 base. Mới đây, trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra base thứ bảy và thứ tám của DNA trong bộ gene chuột.
Hai base sau cùng có tên là 5-formylcytosine và 5-carboxylcytosine là phiên bản của cytosine đã được sửa đổi bởi các protein Tet, các phân tử đóng vai trò quan trọng trong quá trình phản methyl hóa DNA và tái lập trình tế bào gốc.
Theo TS. Yi Zhang: "Cần tìm hiểu chức năng của các base mới vì chúng đại diện cho một trạng thái trung gian trong quá trình phản methyl hóa. Trạng thái này có thể quan trọng đối với sự tái lập trình tế bào và ung thư do cả hai đều liên quan đến phản methyl hóa DNA."
Vì vậy, phát hiện này có thể giúp nghiên cứu chuyên sâu tế bào gốc bằng cách lập trình lại các tế bào trưởng thành để chúng hoạt động như các tế bào gốc thông qua sự phản methyl hóa làm thay đổi cấu trúc DNA.
NộI Dung:
Các sự khác biệt chính giữa nucleotide và base là nucleotide là một bazơ nitơ tạo nên cấu trúc của axit nucleic trong khi bazơ là bất kỳ hợp chất nào có một ion hydroxit dễ liên kết hoặc một cặp điện tử đơn lẻ hoặc một hợp chất có thể nhận proton.
Bazơ của nuclêôtit có đặc điểm cơ bản do các cặp nitơ đơn lẻ tạo thành.Ở đây, một bazơ không ngụ ý những bazơ thông thường mà chúng ta gặp trong hóa học, nhưng đây là những phân tử đặc biệt có trong các hệ thống sinh học với các đặc tính cơ bản.
1. Tổng quan và sự khác biệt chính 2. Nucleotide là gì 3. Cơ sở là gì 4. So sánh song song - Nucleotide vs Base ở dạng bảng
5. Tóm tắt
Nucleotide là gì?
Nuclêôtit là thành phần cấu tạo nên hai đại phân tử quan trọng [axit nucleic] trong cơ thể sống; đó là DNA và RNA. Do đó, chúng là vật chất di truyền của một sinh vật và chịu trách nhiệm truyền các đặc điểm di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Hơn nữa, chúng rất quan trọng để kiểm soát và duy trì các chức năng của tế bào. Ngoài hai đại phân tử này, còn có các nucleotide quan trọng khác. Ví dụ, ATP [Adenosine tri phosphate] và GTP rất quan trọng để dự trữ năng lượng. NADP và FAD là các nucleotide, đóng vai trò là đồng yếu tố. Các nucleotide như CAM [cyclic adenosine monophosphate] rất cần thiết cho con đường tín hiệu của tế bào ATP.
Hơn nữa, một nucleotide chứa ba đơn vị; một phân tử đường pentose, một bazơ nitơ và / s nhóm photphat. Theo loại phân tử đường pentoza, bazơ nitơ và số lượng nhóm photphat, các nucleotit khác nhau. Ví dụ, trong DNA, có một đường deoxyribose, và trong RNA, có một đường ribose. Ở đó, nhóm photphat của một nucleotit liên kết với nhóm –OH của cacbon 5 của đường để tạo thành các đại phân tử này. Thông thường, trong các nucleotide của DNA và RNA, có một nhóm phosphate. Tuy nhiên, trong ATP, có ba nhóm photphat. Liên kết giữa các nhóm photphat là liên kết năng lượng cao. Theo đó, có tám loại nucleotide trong DNA và RNA.
Dưới tám nucleotide là các loại cơ bản.
- Deoxyadenosine monophosphate
- Deoxycytidine monophosphate
- Deoxyguanosine monophosphate
- Deoxythymidine monophosphate
- Adenosine monophosphate
- Cytidine monophosphate
- Guanosine monophosphate
- Uridine monophosphate
Hơn nữa, các nucleotide khác là dẫn xuất của chúng. Các nucleotide có thể liên kết với nhau để tạo thành polyme. Liên kết này xảy ra giữa nhóm photphat của nucleotit với nhóm hydroxyl của đường. Do đó, bằng cách tạo ra loại liên kết phosphodiester này, các đại phân tử như DNA và RNA sẽ hình thành.
Base là gì?
Bazơ là một hợp chất có một ion hydroxit dễ liên kết hoặc một cặp điện tử đơn lẻ hoặc một hợp chất có thể nhận proton. Do đó, có các định nghĩa khác nhau cho một cơ sở theo các nhà khoa học khác nhau. Bronsted- Lowry định nghĩa bazơ là một chất có thể chấp nhận một proton. Theo Lewis, bất kỳ chất cho electron nào cũng là một cơ sở. Theo định nghĩa Arrhenius, một hợp chất phải có anion hydroxit và khả năng tặng nó dưới dạng ion hydroxit để làm bazơ. Tuy nhiên, theo Lewis và Bronsted- Lowry, có thể có những phân tử không có hydroxit nhưng có thể hoạt động như một bazơ. Ví dụ, NH3 là một bazơ Lewis, vì nó có thể cho cặp electron trên nitơ.
Hơn nữa, các tính năng đặc trưng của một cơ sở là một xà phòng trơn như cảm giác và vị đắng. Các hợp chất này có thể phản ứng với axit để trung hòa chúng. Có hai dạng bazơ chính là bazơ mạnh và bazơ yếu. Bazơ mạnh là những chất có thể ion hóa hoàn toàn trong dung dịch nước trong khi bazơ yếu là những hợp chất có thể ion hóa một phần.
Sự khác biệt giữa Nucleotide và Base là gì?
Nucleotide và bazơ là hai hợp chất khác nhau, nhưng chúng có liên quan với nhau vì nucleotide chứa một bazơ nitơ. Bazơ nitơ là một phần của nucleotit. Do đó, sự khác biệt chính giữa nucleotide và base là nucleotide là một bazơ nitơ tạo nên cấu trúc của axit nucleic trong khi một bazơ là bất kỳ hợp chất nào có một ion hydroxit có thể liên kết hoặc nhận một proton hoặc tặng một cặp electron duy nhất.
Hơn nữa, bazơ nitơ trong nucleotide là một vòng dị vòng có chứa nitơ. Ngoài ra, trong một nucleotide, có một đường pentose và một nhóm phosphate. Tuy nhiên, Base là đơn vị chức năng và quan trọng nhất của nucleotide trong DNA hoặc RNA. Đồ họa thông tin dưới đây về sự khác biệt giữa nucleotide và base mô tả những khác biệt này chi tiết hơn.
Tóm tắt - Nucleotide vs Base
Nucleotides và base là hai hợp chất khác nhau. Tuy nhiên, nucleotide cũng có một phần là base. Sự khác biệt chính giữa nucleotit và bazơ là nucleotit là một bazơ nitơ tạo nên cấu trúc của axit nucleic trong khi bazơ là bất kỳ hợp chất nào có ion hydroxit có thể liên kết hoặc một cặp điện tử đơn lẻ hoặc một hợp chất có thể nhận proton.