Cập nhật vào: Thứ ba - 12/10/2021 03:03
Nhan đề chính: DNA hành trình khám phá cấu trúc chuỗi xoắn kép Tên tác giả: James D. Watson, Cao Hồng Chiến; Trần Thị Bảo Trâm dịch; Nguyễn Ngọc Kim Vy hiệu đínhNhà xuất bản: Dân tríNăm xuất bản: 2019Số trang: 398 trangNgôn ngữ: Tiếng Việt
ISBN: 9786048887384
Lời giới thiệu: Đây là cuốn tự truyện của James Watson- người đồng khám phá ra cấu trúc xoắn kép của DNA. Nếu bạn tò mò về khám phá được coi là vĩ đại nhất thế kỷ 20 được phát hiện như thế nào, nếu bạn tò mò về trung tâm học thuật của thế giới những năm 1940-1950,một trong những nơi dành nhiều giải Nobel Y Sinh học nhất, đây chắc chắn là cuốn sách dành cho bạn. Cuốn sách này được xuất bản vào năm 2012 để đánh dấu 50 năm kể từ khi giải Nobel được trao cho Watson và Crick về công trình khám phá cấu trúc DNA, một ấn bản với chú thích và minh họa của cuốn sách kinh điển này mang đến những hiểu biết mới về mối quan hệ cá nhân giữa James Watson, Frances Crick, Maurice Wilkins, Rosalin Franklin. Những câu chuyện liên quan được người trong cuộc thuật lại đầy chi tiết, giúp khắc họa chân dung những nhà khoa học cũng như đời sống, suy tư hay cảm xúc ngầm bắt đầu từ thời điểm Oswald Avery và cộng sự ở đại học Rockeffeler, New York, làm thí nghiệm chứng minh DNA mang thông tin di truyền[ trước đó người ta tin protein mới là chất quyết định di truyền]. Cuộc đua tìm kiếm mật mã của sự sống còn ảnh hưởng cả đến thế giới khoa học nói chung, nhất là từ thời nhà vật lý vĩ đại người Áo Erwin Schrodinger có ít nhất 3 nhóm lúc đó tập trung vào cuộc đua nào. Nhóm thứ nhất ở King’s College[London] với điểm tựa chính là kỹ thuật X-ray crystallography, tuy nhiên không phải ai cũng có khả năng làm ra những bức ảnh X-ray chất lượng và ngay cả khi có những bức ảnh tuyệt đẹp và không phải ai cũng giải thích và mô hình hóa nó được[Rosalind Franklin và Maurice Wilkins]. Nhóm 2 là Linus Pauling ở Caltech là người đầu tiên nhận ra cấu trúc xoắn[helical] ở protein[ giải Nobel hóa học năm 1958], và có lẽ ông đã phát hiện ra cấu trúc này ở DNA nếu ông không lỡ chuyến tàu qua Anh, lỡ luôn dịp chứng kiến bức ảnh X-ray của Wilkins và Franklin. Pauling công bố cấu trúc của DNA 2 tháng trước Watson và Crick, nhưng cấu trúc đó là sai[ ông cho rằng nó là triple helix]. Nhóm cuối cùng và là những người chiến thắng là nhà khoa học thiên tài người Anh. Francis Crick[ người được coi là cha đẻ của ngành sinh học phân tử hiện đại] và một trong những người có ảnh hưởng nhưng cũng đầy mâu thuẫn, tác giả cuốn sách, nhà khoa học người Mỹ James Watson. Một trong những điểm đáng chú ý là Watson va Crick không hề có dự án về cấu trúc DNA, họ đơn giản là tò mò và quyết tâm theo đuổi nó bằng mọi giá. Erwin Chargaff là người phát hiện ra tỷ lệ các nucleic acid trong DNA luôn cân bằng giữa Adenine và Thymine, Guanine và Cytosine. Sau khi chứng kiến seminar về phát hiện này vào năm 1952, Watson và Crick nghĩ ngay đến mô hình pairing trong cấu trúc DNA [A-T; G-C], một trong những điểm chính thúc đẩy họ xây dựng cấu trúc xoắn kép. Bức ảnh X-ray của Franklin là bức ảnh đơn giản nhưng có chất lượng nhất về cấu trúc tinh thể của tvà Wilkins đã không mô hình hóa được DNA dù họ là những người đầu tiên nhìn thấy bức ảnh X-ray này. Như vậy Watson và Crick đã có hai bằng chứng quan trọng về cấu trúc DNA đó là cơ chế ghép cặp[ pairing] giữa A-T và C-G và cấu trúc xoắn của hai trục tinh thể. Tuy nhiên họ hoàn chỉnh nó sau khi Jerry Donohue chỉ cho họ phá chính thức vào năm 1953, công trình thắng giải Nobel 9 năm sau đó[1962] và ảnh hưởng của nó là vô tận. Ví dụ như nó chỉ ra cơ chế sao chép của tế bào của Watson và Crick dự đoán và được chứng minh hoàn toàn sau đó], giải thích sự sống, tạo ra ngành sinh học phân tử và công nghệ sinh học như hiện nay.
Từ khóa: Sinh học phân tử. DNA. Mã di truyền.Ký hiệu kho: Vt 5407/2021Nội dung của cuốn sách gồm các phần sau:Chương 1: Viện thí nghiệm Cavendish … .”Crowther, 1974…..Chương 2: Sự sống là gì… .Perutz M. 1987.Chương 3: Hội nghị ở Naples…Chương 4: John Turton Randall đang làm việc…”Chương 5: Năm 1948, Pauling L .1955. Một phương pháp ngẫu nhiên và cấu trúc của proteinChương 6: Perutz đã nhận ra rằng … .”Perutz,2002, trang 189-191; Perutz MF. 1951. Bằng chứng tia X mới về cấu hình chuỗi polypeptide.Chương 7: “ Watson say sưa kể… .” Watson viết cho Delbruck….Chương 8: Nghiên cứu này được công bố… . Crick được cảm ơn trong Bragg WL, Perutz MF. 1952. Hình dạng bên ngoài của phân tử haemoglobin….Chương 9: Vladimir Vand là nhà tinh thể…Chương 10: Một ngày trước đó … . Watson viết cho ba mẹChương 11: Vào thời điểm… Dodson G.2002…. Crick thực sự đã hiểu sai… . Crick, 1988Chương 12: Kendrew đã cưới Elizabeth… . Holmes, 2001,trang 317Chương 13: Bốn mươi năm sau, Stokes nhớ lại… . Stokes AR. 1995. Why did we think DNA was helical? In Chomet, 1995, trang 27-42Chương 14: Giờ thì chúng ta biết rằng… . Gann A, Witkowski JA .2010. Thư từ thất lạc của Francis CrickChương 15:Thư của Watson gửi em gái… .” Watson viết cho Elizabeth Watson, tháng 12 1952, CHSLAChương 16: Watson chuyển sang nghiên cứu … .” Watson viết cho Delbruck….Chương 17: Ban đầu Idlewwild là tên… .” Stoff, 2009Chương 18: “ Lấy cảm hứng từ phần chứng minh của Avery …. “
ADN hay acid deoxyribonucleic là vật chất di truyền của con người và hầu hết những loài sinh vật khác. ADN có hình dạng chuỗi xoắn kép bao gồm các sợi dài xen kẽ các nhóm đường và phosphate cùng với các base nitơ [adenin, thymin, guanin và cytosine]. Gần như toàn bộ các tế bào trong cơ thể có ADN như nhau. Phần lớn ADN tập trung trong nhân tế bào [ADN nhân] được tổ chức thành các cấu trúc gọi là nhiễm sắc thể. Ngoài ra, một lượng nhỏ ADN khác có trong ti thể [gọi là ADN ti thể hoặc mtADN]. Ti thể là cơ quan trong tế bào giúp chuyển năng lượng từ máu thành dạng mà tế bào có thể sử dụng được.
ADN chứa thông tin di truyền cần thiết cho quá trình sản xuất các thành phần tế bào, các bào quan và quay vòng chu kỳ sống. Sản xuất protein là một quá trình tế bào quan trọng phụ thuộc vào ADN khi thông tin di truyền được truyền từ ADN sang ARN rồi cuối cùng đến các protein.
Hình dạng
Thông tin chứa trong ADN được hình thành từ 4 loại base hóa học gồm adenin [A], thymine [T], guanine [G] và cytosine [C]. Bộ ADN của con người có khoảng 3 tỉ base với hơn 99% các base giống nhau ở tất cả mọi người. Thứ tự sắp xếp hay trình tự các base quy định các thông tin để xây dựng và duy trì một sinh thể, giống như các kí tự alphabet sắp xếp theo trật tự nhất định để tạo nên từ và câu.
Nguồn: U.S. National Library of Medicine
Các cặp base bắt cặp tương ứng với nhau, A bắt cặp với T, C bắt cặp với G để hình thành những đơn vị gọi là các cặp base. Mỗi base được gắn với một phân tử đường và một phân tử phosphate. Base, đường, phosphate liên kết với nhau tạo thành một đơn vị thống nhất gọi là các nucleotide. Các nucleotide được sắp xếp trong hai mạch dài thành một dạng xoắn ốc gọi là chuỗi xoắn kép. Cấu trúc của chuỗi xoắn kép này hơi giống với cái thang, những cặp base như những bậc thang, phân tử đường và phân tử phosphate hình thành 2 bên sườn thẳng của cái thang.
Hình dạng xoắn kép xoắn giúp ADN nhỏ gọn hơn. ADN được nén thêm vào các cấu trúc gọi là chất nhiễm sắc để có thể nằm gọn trong nhân. Chất nhiễm sắc được cấu tạo bởi ADN bao bọc xung quanh các protein nhỏ gọi là histone. Các histon giúp tổ chức ADN thành các cấu trúc gọi là nucleosom tạo thành các sợi nhiễm sắc. Các sợi nhiễm sắc tiếp tục cuộn và cô đặc lại thành các nhiễm sắc thể.
Sao chép
Đặc điểm đặc biệt quan trọng của ADN là khả năng nhân lên và tự tạo ra các bản sao của chính nó. Mỗi sợi của ADN trong chuỗi xoắn kép làm khuôn nhân bản ADN. Đây là đặc điểm then chốt khi các tế bào phân chia vì mỗi tế bào con cần những bản sao chính xác của các ADN trong tế bào mẹ.
Hình dạng xoắn kép của ADN giúp cho quá trình nhân đôi ADN có thể thực hiện. Trong quá trình sao chép, ADN tạo ra một bản sao của chính nó để truyền thông tin cho các tế bào con mới hình thành. Để quá trình sao chép diễn ra, ADN phải tháo xoắn để bộ máy sao chép tế bào copy từng chuỗi. Mỗi phân tử được tạo ra bao gồm một chuỗi từ phân tử ADN ban đầu và một chuỗi mới được hình thành. Quá trình sao chép tạo ra các phân tử ADN giống hệt nhau về mặt di truyền. Công đoạn sao chép ADN xảy ra trong giai đoạn giữa các pha, giai đoạn xảy ra trước khi bắt đầu các quá trình phân chia của nguyên phân và giảm phân.
Dịch mã
Dịch mã ADN là quá trình tổng hợp protein. Các đoạn ADN được gọi là gen chứa các trình tự hoặc mã di truyền để sản xuất các protein cụ thể. Để quá trình dịch mã xảy ra, trước tiên ADN phải được tháo xoắn và cho phép quá trình phiên mã ADN diễn ra. Trong quá trình phiên mã, ADN được sao chép và một phiên bản ARN của mã ADN [ARN phiên mã] được tạo ra. Với sự trợ giúp của ribosome tế bào và ARN vận chuyển, bản sao ARN trải qua quá trình dịch mã và tổng hợp protein.
Đột biến
Bất kỳ sự thay đổi nào trong trình tự nucleotide của ADN đều được gọi là đột biến gen. Những thay đổi này có thể ảnh hưởng đến một cặp nucleotide đơn hoặc các đoạn gen lớn hơn của nhiễm sắc thể. Nguyên nhân đột biến có thể do các tác nhân hóa chất hoặc phóng xạ hoặc cũng có thể là kết quả của các lỗi phát sinh trong quá trình phân chia tế bào.