Nguyên tử hiđro và nguyên tử có độ âm điện X liên kết cộng hóa trị, nếu ở gần nguyên tử độ âm điện và bán kính nhỏ Y [OFN, v.v.] thì hiđro được dùng làm trung gian giữa X và Y tạo thành XH … Y. A loại tương tác giữa các phân tử hoặc nội phân tử đặc biệt được gọi là liên kết hydro.
[X và Y có thể là cùng một loại phân tử, chẳng hạn như liên kết hydro giữa các phân tử nước; chúng cũng có thể là các loại phân tử khác nhau, chẳng hạn như liên kết hydro giữa các phân tử NH3 · H2O].
Trong trường hợp chuỗi xoắn a của protein, đó là liên kết hydro loại NH … O. Trong trường hợp chuỗi xoắn kép DNA, đó là liên kết hydro loại NH … O, NH … N. Vì các cấu trúc này bền vững , có nhiều liên kết hydro như vậy. Ngoài ra, nước và các dung môi khác không đồng nhất, còn do sự hình thành liên kết hydro loại O-H —… O giữa các phân tử nước. Do đó, đây là nguyên nhân hình thành các liên kết kỵ nước.
- Có nguyên tử hiđro tạo liên kết phân cực bền với nguyên tử A có độ âm điện.
- Có các nguyên tử B [F, O, N] có bán kính nhỏ hơn, độ âm điện lớn hơn, một cặp electron riêng và mang điện tích âm riêng phần. Bản chất của liên kết hiđro: lực tĩnh điện giữa hạt nhân hiđro có liên kết phân cực mạnh [A-H] và nguyên tử B, có độ âm điện lớn, chứa một cặp electron riêng lẻ và một phần mang điện tích âm.
- Công thức chung cho liên kết hiđro: Nếu tình trạng liên kết hiđro được viết dưới dạng công thức tổng quát, nó có thể được biểu diễn bằng X-H … Y. Trong công thức, X và Y đại diện cho F, O, N và các nguyên tử phi kim khác có độ âm điện lớn và bán kính nguyên tử nhỏ.
X và Y có thể là hai phần tử giống hệt nhau hoặc hai phần tử khác nhau. - Hiểu biết về liên kết hydro: Mặc dù sự tồn tại của liên kết hydro là rất phổ biến, và các nghiên cứu về nó đang dần được đào sâu hơn, người ta vẫn có hai cách hiểu khác nhau về định nghĩa của liên kết hydro.
- Độ bão hòa và hướng của liên kết hydro: Liên kết hydro khác với lực van der Waals ở chỗ nó có tính bão hòa và có hướng. Bởi vì nguyên tử hydro rất nhỏ và nguyên tử A và B tương đối lớn, nguyên tử hydro trong A-H chỉ có thể kết hợp với một nguyên tử B để tạo thành liên kết hydro. Đồng thời do lực đẩy lẫn nhau của các ion âm nên nguyên tử B khác có độ âm điện lớn khó đến gần nguyên tử hiđro, đây là độ bão hòa của liên kết hiđro.
- Chiều của liên kết hiđro là do tương tác giữa momen lưỡng cực điện A – H và nguyên tử B. Chỉ mạnh nhất khi A – H … B nằm trên cùng một đường thẳng. Đồng thời, nguyên tử Nói chung B chứa các cặp electron không chia sẻ. Hướng của liên kết hydro trong phạm vi phù hợp với trục đối xứng của cặp electron không chia sẻ, do đó phần mang điện tích âm nhất của nguyên tử B có thể gần nguyên tử hydro nhất, và liên kết hydro được hình thành theo cách này là bền nhất.
Lời giải chuẩn nhất cho câu hỏi: “Công thức tính số liên kết hidro của gen?” và phần kiến thức mở rộng thú vị về gen do Top lời giảibiên soạn là tài liệu hay dành cho các bạn học sinh và các thầy cô giáo tham khảo
Công thức tính số liên kết hidro của gen?
+ A của mạch này nối với T ở mạch kia bằng 2 liên kết hiđrô
+ G của mạch này nối với X ở mạch kia bằng 3 liên kết hiđrô
Vậy số liên kết hiđrô của gen là:
H = 2A + 3GhoặcH = 2T + 3X
Kiến thức tham khảo về gen.
1. Gen
- Genlà một đoạn xác định của phân tửacid nucleiccó chức năng di truyền nhất định.Trong hầu hết các trường hợp, phân tửacid nucleicnày làDNA, rất ít khi làRNA[trường hợp gen là RNA hiện mới chỉ phát hiện ở một sốvirut].
- Thuật ngữ này dịch theo phiên âm kết hợp Việt hoá từ tiếng Anhgene, cũng như từ tiếng Phápgène[phát âm Quốc tế đều là /jēn/]. Trong sinh học phổ thông cũng viết làgen[đọc là gien hoặc zen].Gen có thể tạo ra sản phẩm của nó, gọi làsản phẩm của gen.
2. Phân loại gen
- Người ta dựa vào vai tròcủa các sản phẩm gen người ta chia genthành loại làgen cấu trúcvàgen điều hòa
+ Gen cấu trúc:mang thông tin mã hóa cho các sản phẩm tạo nên thành phần cấu trúc hay chức năng tế bào.
+ Gen điều hòalà gen tạo ra sản phẩm kiểm soát hoạt động của gen khác.
- Cũng có thể dựa vào cấu trúc vùng mã hóa của gen người ta chia ra hai loại gen làgen phân mảnhvàgen không phân mảnh.
+ Gen phân mảnh: có vùng mã hóa không liên tục, gồm các đoạn mã hóa axit amin [exon] và các đoạn không mã hóa aa [intron] xen kẻ nhau. Loại gen phân mảnh có ở sinh vật nhân thực
+ Gen không phân mảnh: có vùng mã hóa liên tục mã hóa axit amin. Loại gen không phân mảnh có ở sinh vật nhân sơ.
- Ở trên chỉ trình bày hai cách phân loại gen cơ bản thường gặp. Ngoài ra đâu đó các bạn cũng có thể nghe các tên gọi như: Gen gối [hay gen phủ lên nhau], gen nhảy,...
3. Các đột biến gen
Trình tự DNA của gen có thể bị thay đổi theo một số cách tạo ra các loại đột biến khác nhau. Đột biến gen có những ảnh hưởng khác nhau đến sức khỏe, tùy thuộc vào nơi chúng xảy ra và liệu chúng có làm thay đổi chức năng của các protein thiết yếu hay không. Các dạng đột biến bao gồm:
- Đột biến thay thế: Loại đột biến này là sự thay đổi một cặp bazơ DNA dẫn đến việc thay thế mộtaxit aminnày cho một axit amin khác trong protein do một gen tạo ra.
- Đột biến vô nghĩa: Một đột biến vô nghĩa cũng là một sự thay đổi trong một cặp cơ sở DNA. Tuy nhiên, thay vì thay thế một axit amin này cho một axit amin khác, trình tự DNA bị thay đổi sớm báo hiệu tế bào ngừng xây dựngprotein. Loại đột biến này dẫn đến một protein bị rút ngắn có thể hoạt động không đúng hoặc hoàn toàn không hoạt động.
- Đột biến chèn: Đột biến này làm thay đổi số lượng cơ sở DNA trong gen bằng cách thêm một đoạn DNA. Kết quả là, protein do gen tạo ra có thể không hoạt động bình thường.
- Đột biến xóa: Đột biến này làm thay đổi số lượng cơ sở DNA bằng cách loại bỏ một đoạn DNA. Sự xóa bỏ nhỏ có thể loại bỏ một hoặc một vài cặp bazơ trong gen, trong khi sự xóa bỏ lớn hơn có thể loại bỏ toàn bộ gen hoặc một số gen lân cận. DNA bị xóa có thể làm thay đổi chức năng của [các] protein được tạo thành từ gen đó.
- Đột biến nhân bản: Sự nhân bản bao gồm một đoạn DNA được sao chép bất thường một hoặc nhiều lần. Loại đột biến này có thể làm thay đổi chức năng của protein tạo thành.
- Đột biến lệch khung: Loại đột biến này xảy ra khi việc bổ sung hoặc mất đi các cơ sở DNA làm thay đổi khung đọc của gen. Khung đọc bao gồm các nhóm 3 bazơ mà mỗi nhóm mã hóa cho một axit amin. Một đột biến dịch chuyển khung làm thay đổi nhóm của các bazơ này và thay đổi mã cho các axit amin. Protein tạo thành thường không có chức năng. Việc chèn, xóa và sao chép đều có thể là đột biến dịch chuyển khung.
- Đột biến lặp lại mở rộng: Nucleotide lặp lại là các chuỗi DNA ngắn được lặp lại một số lần liên tiếp. Ví dụ, một lần lặp lại trinucleotide được tạo thành từ trình tự 3 cặp bazơ và một lần lặp lại tetranucleotide được tạo thành từ trình tự 4 cặp bazơ. Một mở rộng lặp lại là một đột biến làm tăng số lần mà các chuỗi ADN ngắn được lặp đi lặp lại. Loại đột biến này có thể khiến protein tạo thành hoạt động không bình thường.
4. Ứng dụng của công nghệ gen
a] Chuyển gen từ một loài liên quan: Gen kháng bệnh
- Công nghệ gen được sử dụng để chuyển một gen có lợi từ một loài có liên quan sang cây trồng theo cách trực tiếp và hiệu quả.
- Ví dụ,bệnh gỉ sắt[gây ra do nấmHemileia vastatrix] là vấn đề nghiêm trọng đối với người trồng lúa mì ở Úc. Quá trình nhân giống thông thường kiểm soát các bệnh này bằng cách chuyển gen kháng từ các loài khác sang lúa mì, nhưng quá trình này không chính xác và cồng kềnh.
- Một nguồn gen kháng là lúa mạch đen. Cho đến nay, việc chuyển gen kháng liên quan đến sự lai chéo giữa lúa mì và lúa mạch đen, sau đó là một vài thế hệ lai giữa lúa mì với lúa mì để loại bỏ càng nhiều vật liệu di truyền lúa mạch đen càng tốt trong khi vẫn giữ được các gen kháng thuốc.
- Trong thực tế, nhiều gen lúa mạch đen đã được lưu trữ lại trong giống lúa mì mới, một số có đặc điểm không mong muốn. Ví dụ, gen tạo ra bột dính nằm gần các gen kháng bệnh trên đoạn nhiễm sắc thể lúa mạch đen.
b] Chuyển gen từ một loài không liên quan: Gen kháng côn trùng
- Công nghệ gen cũng được sử dụng để chuyển một gen từ một loài không liên quan [côn trùng sang thực vật] hoặc sử dụng một gen để xây dựng ngân hàng gen lai tạo.
- Bông biến đổi gen[Bt Cotton] là một ví dụ điển hình.
- Côn trùng gây hại là vấn đề chính mà người trồng bông phải đối mặt và một lượng lớn thuốc trừ sâu được phun trong suốt giai đoạn sinh trưởng để kiểm soát sâu bệnh.
- Các loại thuốc trừ sâu là một giải pháp không an toàn, thiếu tính đặc hiệu và tiêu diệt cả sâu bệnh và côn trùng có lợi. Thuốc trừ sâu có một loạt các tác động môi trường bất lợi khác thu hút sự phản đối của cộng đồng, tranh chấp về endosulfan với những người chăn nuôi gia súc lân cận là một ví dụ điển hình.
c] “Chủng ngừa": Kiểm soát các bệnh do virus
-Ví dụ cuối cùng minh họa cách công nghệ gen có thể cung cấp hiệu ứng ‘miễn dịch’ để kiểm soát các bệnh do virus của cây trồng.
- Virus cuộn lá khoai tây [Potato leaf roll virus] là một vấn đề nghiêm trọng, làm hạn chế năng suất và làm hỏng sản phẩm. Bởi vì virus lây lan bởi rệp, nó được kiểm soát bằng thuốc xịt côn trùng. Những người nông dân luôn gặp khó khăn để biết khi nào và dụng lượng thuốc xịt bao nhiêu để phun.