NộI Dung
Khi hầu hết mọi người nghe thấy thuật ngữ DNA DNA, họ sẽ tự động hình dung chuỗi xoắn kép cổ điển. Tưởng tượng các thành phần tạo nên vòng xoắn lớn của vật liệu di truyền thường cảm thấy phức tạp hơn một chút. May mắn thay, hiểu cách các cặp cơ sở hoạt động và thậm chí tính toán tỷ lệ phần trăm cho từng cơ sở trong mẫu DNA thực sự đơn giản.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Trong bất kỳ mẫu DNA nào, có bốn cơ sở chỉ kết hợp theo một cách: adenine và thymine, guanine và cytosine. Họ tổng số 100 phần trăm của mẫu. Quy tắc Chargeaff nói rằng nồng độ cho mỗi bazơ trong một cặp bazơ luôn bằng với bạn đời của nó, vì vậy nồng độ adenine bằng với nồng độ của thymine chẳng hạn. Sử dụng thông tin này và toán đơn giản, bạn có thể tìm thấy tỷ lệ phần trăm của adenine trong một mẫu nếu bạn biết tỷ lệ phần trăm của bất kỳ cơ sở nào khác.
Cặp cơ sở DNA
Chuỗi xoắn kép DNA chứa hai chuỗi vật liệu di truyền xoắn lại với nhau, vì vậy nó nằm gọn bên trong nhân của tế bào. Cấu trúc của xoắn ốc đó là kết quả của cách bốn căn cứ kết hợp và liên kết với nhau. Bốn cơ sở này là adenine, guanine, thymine và cytosine.
Về cấu trúc hóa học, adenine và guanine đều là purin trong khi thymine và cytosine là pyrimidine. Sự khác biệt hóa học này đảm bảo rằng các liên kết hydro ổn định giữa các bazơ luôn kết hợp theo cùng một cách: adenine với thymine và guanine với cytosine.
Quan sát Erwin Chargeaff
Các nhà khoa học không phải lúc nào cũng biết chức năng của DNA. Trên thực tế, đề xuất năm 1944 rằng DNA có thể là vật liệu di truyền lấy cảm hứng từ sự suy đoán và thậm chí là tranh cãi. Tuy nhiên, một số nhà khoa học bắt đầu nghiên cứu DNA một cách nghiêm túc, bao gồm Erwin Chargeaff. Vào năm 1950, Chargeaff nhận thấy rằng, khi tách ra, purin (adenine và guanine) luôn tồn tại theo tỷ lệ 1: 1 với pyrimidine (thymine và cytosine). Phát hiện này đã trở thành một vật cố khoa học: quy tắc Chargeaff.
Áp dụng quy tắc Chargeaff
Quy tắc Chargeaff có nghĩa là trong bất kỳ mẫu nào, nồng độ adenine sẽ luôn bằng với nồng độ của cặp thymine của nó và nồng độ của guanine và cytosine cũng sẽ bằng nhau. Nếu bạn cần tính toán tỷ lệ phần trăm của adenine trong mẫu DNA, bạn có thể sử dụng quy tắc Chargeaff để giải quyết vấn đề. Ví dụ: nếu bạn biết mẫu DNA là 20% thymine, bạn cũng tự động biết đó là 20% adenine, vì chúng kết hợp với nhau.
Bạn cũng có thể tính tỷ lệ phần trăm của adenine khi được cho tỷ lệ phần trăm của guanine hoặc cytosine. Vì bạn biết chỉ có bốn cơ sở trong DNA, cả bốn cơ sở cùng nhau phải bằng 100 phần trăm mẫu. Nếu được cung cấp thông tin rằng mẫu là 20% guanine, bạn có thể phỏng đoán đó cũng là 20% cytosine kể từ khi cặp guanine và cytosine kết hợp với nhau. Cùng với nhau, đó là 40 phần trăm của tổng số mẫu. Bạn có thể trừ 40 phần trăm từ 100 phần trăm và xác định 60 phần trăm mẫu phải là adenine và thymine cùng nhau. Vì hai cơ sở đó luôn tồn tại ở nồng độ bằng nhau, bạn biết mẫu DNA là 30% adenine.
Các khái niệm liên quan đến sinh hóa của DNA đôi khi có vẻ rất phức tạp. Nhờ Chargeaff, việc tính toán tỷ lệ phần trăm của các bazơ có trong mẫu DNA trở thành không có gì khác hơn là một bài toán đơn giản.