Khám phá chức năng của ADN và ứng dụng của nó trong cuộc sống

ADN được đề cập rất nhiều trong sách vở, các tài liệu y học, khoa học và cuộc sống hàng ngày. Nó có vai trò lưu trữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền giữa các thế hệ, quyết định tới tình trạng của sinh vật. Không phải bất cứ ai cũng hiểu hết về ADN và chức năng của ADN trong cuộc sống hàng ngày. Để nắm rõ những thông tin chi tiết nhất về ADN, đừng rời mắt khỏi bài viết này nhé.

I. Tìm hiểu ADN là gì?

Hiểu rõ về ADN là gì giúp bạn nắm bắt và hình dung được chức năng của ADN.

ADN là cách viết tắt của từ Acid Deoxyribonucleic, là phân tử mang tính di truyền. Nó quyết định tới các hoạt động của sinh vật và các loại virus trong quá trình sinh trưởng, phát triển và sinh sản. ADN chủ yếu nằm trong nhân tế bào, một vài ADN khác nằm trong ty thể.

ADN lần đầu tiên được phát hiện bởi nhà hóa học người Thụy Điển Friedrich Miescher cách đây 150 năm. Lúc đó, ông đang thực hiện một nghiên cứu ngẫu nhiên về chất dịch mủ ở vết băng cứu thương. Dù chỉ đưa ra được những thông tin mang tính chủ quan nhưng ông đã đặt ra được nhiều nghi vấn những loại vật chất lại có liên quan đến yếu tố di truyền của động vật. Thomas Hunt Morgan đã đưa ra được những bằng chứng thuyết phục để chứng minh luận điểm này.

1. Khám phá cấu tạo của ADN chi tiết nhất

ADN được cấu tạo nên dựa vào nguyên tắc đa phân. Trong đó, các đơn phân là nucleotit. Một đơn phân nucleotit sẽ bao gồm 3 phần chính sau:

• 1 gốc base nito (là 1 trong 4 loại A, T, G, X)
• 1 gốc đường deoxyribose (C5H1004)
• 1 gốc Acid photphorixc (H3PO4)

Các Nucleotit (Nu) chỉ khác nhau về gốc base nito nên tên gọi được quy định theo gốc base nito. Những Nu này được liên kết với nhau bằng các liên kết hóa trị để tạo thành phân tử ADN. ADN tạo bởi các liên kết giữa gốc đường của đơn phân này và gốc acid của đơn phân tử khác.

Cấu trúc của ADN là một chuỗi xoắn kép, song song với nhau. 2 mạch xoắn tại một trục cố định theo chiều ngược kim đồng hồ. Mỗi chuỗi là một polynucleotit. Ở con người, có tổng cộng 3 tỷ Nu. Trong đó 99% số Nu của cơ thể con người có cấu trúc giống nhau. 1% còn lại khác nhau, quy định sự khác biệt giữa người và người.

2. Tổng hợp các chức năng của ADN

Với những cấu tạo phức tạp như vậy, chức năng của ADN là gì? Đây là câu hỏi mà khá nhiều người quan tâm.. ADN đảm nhiệm 3 chức năng chính quan trọng như sau:

• Mã hóa các thông tin di truyền: Mang các thông tin di truyền được quy định bởi số lượng, thành phần và các trình tự sắp xếp của các Nu trong ADN.
• Đảm bảo thông tin di truyền: ADN có thể sửa sai nhờ hệ thống các enzyme đảm nhiệm chức năng đặc biệt. Trong quá trình nhân đôi, nếu như không may xảy ra sai sót sẽ được sửa chữa kịp thời nhằm đảm bảo dữ liệu thông tin di truyền không bị thay đổi.
• Bảo tồn thông tin di truyền: Sự nhân đôi của các chuỗi ADN giúp thông tin di truyền được chuyền từ thế hệ này sang thế hệ khác một cách an toàn.

Tóm lại, chức năng của ADN là mã hóa thông tin, bảo quản, bảo tồn thông tin. Đồng thời ADN biến đổi để xây dựng nền tảng cho sự tiến hóa của các loài sinh vật, virus. Nhờ khả năng di truyền các dữ liệu của cấu trúc và đặc điểm của các loại Nu mà ADN đóng vai trò chính trong việc quy định đặc tính đặc trưng của mỗi loài sinh vật trên thế giới.

3. Khám phá về mối quan hệ giữa ADN và bản chất của gen

Về bản chất, gen là một đoạn mã thuộc phân tử ADN. Nó đảm nhiệm chức năng di truyền xác định. Mỗi loại gen khác nhau sẽ có vai trò khác nhau. Tuy nhiên, người ta chủ yếu quan tâm tới loại gen cấu trúc có mang thông tin để quy định cấu trúc một loại protein nào đó.

Một gen trung bình có khoảng 600 đến 1500 cặp Nu với trình tự xác định. Mỗi tế bào lại có nhiều gen khác nhau. Ví dụ ở người có tổng cộng 3,5 vạn gen, ruồi giấm thì có 4,000 gen.

Với sự phát triển của y học ngày nay, người ta đã nghiên cứu sâu hơn về gen và việc thiết lập cấu trúc gen ở nhiều loại sinh vật khác nhau. Đây được gọi là bản đồ phân bố gen trên các nhiễm sắc thể. Điều này đã tạo nên bước tiến lớn trong sự phát triển của xã hội loài người nói riêng và thế giới nói chung qua việc chọn giống, y học hay kỹ thuật di truyền.

II. Bật mí những ứng dụng của ADN trong đời sống

Với những nghiên cứu mang tính khoa học về chức năng ADN, con người đã ứng dụng ADN vào đời sống hàng ngày. ADN còn phục vụ cho việc nghiên cứu và thay đổi tính di truyền.

1. Xét nghiệm tiền lâm sàng

Một số căn bệnh có tính di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác như bệnh tim, ung thư vú, ung thư trực tràng,... Loại gen mang bệnh di truyền có thể là gen lặn nên khó lòng biết được mình có mang bệnh di truyền hay không. Vì vậy, việc xét nghiệm ADN giúp kiểm tra tình trạng sức khỏe. Từ đó, tìm ra cách điều trị bệnh sớm.

2. Xét nghiệm ADN trước sinh

Xét nghiệm ADN trước sinh giúp người phụ nữ chẩn đoán chính xác các căn bệnh liên quan tới rối loạn di truyền nhiễm sắc thể ở mười tuần đầu của thai kỳ. Điển hình như hội chứng patau gây sứt môi, hở hàm ếch, hội chứng klinefelter vô sinh, hội chứng Down, hội chứng trisomy 18.

Xét nghiệm ADN huyết thống trước sinh khi có thai từ 7 tuần tuổi với người cha giả định, giúp xác định xem họ có huyết thống với nhau hay không.

3. Sử dụng ADN xét nghiệm huyết thống

Chức năng của ADN chứa đựng thông tin di truyền từ nhiều thế hệ trong gia đình. Vậy nên, xét nghiệm ADN có vai trò xác định mối quan hệ huyết thống cha con, quan hệ họ hàng.

Trong quá trình làm giấy khai sinh, chứng minh quan hệ gia đình, các vụ kiện tụng,... cơ quan nhà nước sẽ yêu cầu phải xét nghiệm ADN để hoàn thiện thủ tục pháp lý.

• Với giấy khai sinh: Khi con cái sinh ra đời, bố mẹ sở hữu giấy đăng ký kết hôn, hoặc giấy khai sinh chỉ có tên mẹ chứ chưa có tên bố.
• Thủ tục nhận người thân: Xét nghiệm ADN xác nhận huyết thống quan hệ ông - cháu, bố - con, mẹ - con,..
• Chứng nhận cấp dưỡng sau ly hôn: Xác nhận quyền thừa kế và các thủ tục khác.
• Thủ tục phân chia tài sản.

ADN của mỗi người là dữ liệu vô cùng quan trọng, cần phải bảo mật để tránh tình trạng người xấu lợi dụng. Ở một số quốc gia đã ban hành cấm cung cấp thông tin ADN cho các công ty bảo hiểm, người bán hàng,... nếu không có mục đích rõ ràng. Chỉ nên cung cấp ADN cho cơ quan chức năng để phục vụ các vấn đề điều tra.

Chức năng của ADN vô cùng quan trọng đối với con người và sinh vật trên trái đất này. Những ứng dụng của nó cũng giúp khoa học kỹ thuật có những phát hiện lớn về di truyền.

Bài viết nên đọc

• Từ phức là gì? Toàn tập các khái niệm liên quan đến từ phức trong tiếng Việt
• Từ láy là gì? 3 cách để không mắc sai lầm khi phân biệt từ ghép với từ láy
• Câu ghép là gì? Tổng quan kiến thức về câu ghép và các ví dụ điển hình
• Khám phá lý thuyết và cách áp dụng quy tắc bàn tay trái chuẩn nhất
• Quy tắc nắm tay phải là gì? Ứng dụng trong vật lý và cuộc sống hàng ngày