Quá trình nhân đôi ADN diễn ra như thế nào?

Quá trình nhân đôi ADN là gì?

Trong sinh học phân tử, quá trình nhân đôi DNA hay tổng hợp DNA là một cơ chế sao chép các phân tử DNA xoắn kép trước mỗi lần phân bào. Kết quả của quá trình này là tạo ra hai phân tử DNA gần như giống nhau hoàn toàn, chỉ sai khác với tần số rất thấp.

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).

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.

Diễn biến quá trình nhân đôi ADN

Quá trình nhân đôi ADN trải qua 3 bước:

Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN

– Nhờ các Enzim tháo xoắn 2 mạch đơn của ADN tách dần. (Chạc chữ Y)

Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới

– Enzim ADN-polimeraza sử dụng một mạch làm khuôn  mẫu (nguyên tắc khuôn mẫu) tổng hợp nên mạch mới theo nguyên tắc bổ sung.

– Trên mạch khuôn 3’-5’ mạch bổ sung tổng hợp liên tục, trên mạch khuôn 5’-3’ mạch bổ sung tổng hợp ngắt quãng (đoạn Okazaki), sau nói lại nhờ Enzim nối.

Bước 3: Hai phân tử ADN con được tạo thành

– Giống nhau, giống ADN mẹ.

– Mỗi ADN con đều có một mạch mới được tổng hợp từ nguyên liệu của môi trường, mạch còn lại là của ADN mẹ (nguyên tắc bán bảo tồn).

Kết luận

Quá trình nhân đôi ADN dựa trên 2 nguyên tắc là nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo tồn đảm bảo từ 1 ADN ban đầu sau 1 lần nhân đôi tạo ra 2 ADN con giống hệt nhau và giống hệt ADN mẹ.

Công thức và các dạng bài tập về nhân đôi ADN

Gọi A, T, G, X: là các loại nuclêôtit trong ADN ban đầu.

N: Tổng số nuclêôtit trong ADN ban đầu.

A_mt, T_mt, G_mt, X_mt: Các loại nuclêôtit tự do môi trường cần cung cấp cho quá trình nhân đôi.

N_mt: Tổng số nuclêôtit tự do môi trường cần cung cấp cho quá trình nhân đôi.

* Nếu 1 phân tử ADN tiến hành tái bản k lần:

– Số phân tử ADN con được tạo ra là: 2^k.

– Số mạch polinuclêôtit có trong các phân tử ADN con là: 2^k . 2.

– Số mạch polinuclêôtit được cấu tạo từ nguyên liệu hoàn toàn mới là: 2^k .2 – 2.

– Số phân tử ADN có nguyên liệu hoàn toàn mới là: 2^k – 2.

– Các loại nuclêôtit tự do môi trường cần cung cấp cho quá trình nhân đôi:

A_mt = T_mt = (2^k – 1) . A = (2^k – 1) . T;

G_mt = X_mt = (2^k – 1) . X = (2^k – 1) . G

– Tổng số nuclêôtit tự do môi trường cần cung cấp cho quá trình nhân đôi:

N_mt = (2^k – 1) . N

– Tổng số nuclêôtit tự do môi trường cần cung cấp để tạo ra các ADN có nguyên liệu hoàn toàn mới là: (2^k – 2) . N.