ADN và ARN là hai loại axit nucleic có vai trò rất quan trọng trong quá trình truyền đạt thông tin di truyền và tổng hợp protein của các sinh vật. ADN là viết tắt của Deoxyribonucleic Acid, hay axit deoxyribonucleic, là phân tử mang thông tin di truyền quy định mọi hoạt động sống của đa số các sinh vật và nhiều loại virus. ARN là viết tắt của Ribonucleic Acid, hay axit ribonucleic, là phân tử polyme cơ bản có nhiều vai trò sinh học trong mã hóa, dịch mã, điều hòa, và biểu hiện của gen.
ADN và ARN có nhiều điểm giống nhau nhưng cũng có nhiều điểm khác nhau về cấu tạo, chức năng, vị trí và khả năng phản ứng. Trong bài viết này, hãy cùng Ngoaingufpt so sánh ADN và ARN lớp 9 theo các tiêu chí sau:
- Cấu tạo
- Chức năng
- Vị trí
- Khả năng phản ứng
Các têu chí So Sánh ADN Và ARN Lớp 9
Cấu tạo
ADN và ARN đều có cấu trúc đa phân và đơn phân là các nucleotit (Nu), giống nhau 3 trong 4 loại Nu là A (Adenin), G (Guanin) và X (Xytosin). Mỗi Nu gồm ba phần: một nhóm phosphat (P), một đường pentoz (C5H10O4 hoặc C5H10O5) và một bazơ nitơ (A, G, X hoặc T hoặc U).
Tuy nhiên, ADN và ARN cũng có những điểm khác nhau về cấu tạo như sau:
- ADN có hai mạch xoắn đều quanh một trục, tạo thành hình xoắn ốc kép. Mỗi mạch gồm các Nu liên kết với nhau bởi liên kết phosphodiester giữa nhóm P của Nu này với đường của Nu kia. Hai mạch liên kết với nhau bởi liên kết hiđrô giữa các bazơ nitơ theo quy luật A-T và G-X. ARN chỉ có một mạch đơn, gồm các Nu liên kết với nhau bởi liên kết phosphodiester giống như ADN. Mạch ARN có thể uốn cong và gập lại tạo thành các cấu trúc phức tạp.
- ADN có khối lượng và kích thước lớn hơn ARN do số lượng Nu nhiều hơn. Một phân tử ADN có thể chứa hàng trăm triệu Nu, trong khi một phân tử ARN thường chỉ có vài nghìn Nu.
- ADN có bốn loại Nu: A, T, G, X. Trong đó, T là viết tắt của Thymin, là một bazơ nitơ pyrimidin. ARN cũng có bốn loại Nu: A, U, G, X. Trong đó, U là viết tắt của Uraxin, là một bazơ nitơ pyrimidin khác. Do đó, quy luật liên kết giữa các bazơ nitơ của ARN là A-U và G-X.
- Loại đường có trong ADN là deoxyribose, chứa ít hơn ribo của ARN một nhóm hydroxyl ở vị trí C2’. Loại đường có trong ARN là ribo, không có biến đổi hydroxyl của deoxyribose.
Bảng 1: So sánh cấu tạo của ADN và ARN
| Tiêu chí | ADN | ARN |
| Số mạch | Hai mạch xoắn đều quanh một trục | Một mạch đơn |
| Khối lượng và kích thước | Lớn hơn | Nhỏ hơn |
| Loại Nu | A, T, G, X | A, U, G, X |
| Loại đường | Deoxyribose | Ribo |
Chức năng
ADN và ARN đều có chức năng truyền đạt thông tin di truyền trong quá trình tổng hợp protein. Tuy nhiên, chức năng cụ thể của chúng khác nhau như sau:
- ADN có chức năng lưu trữ thông tin quy định cấu trúc các loại protein.
Thông tin này được mã hóa bởi trình tự các Nu trên mạch ADN. Mỗi ba Nu liên tiếp trên mạch ADN tạo thành một mã ba (codon), tương ứng với một axit amin trong protein. ADN cũng có chức năng tái sinh và sao mã. Tái sinh là quá trình tạo ra hai phân tử ADN giống nhau từ một phân tử ADN ban đầu. Sao mã là quá trình tạo ra phân tử ARN từ phân tử ADN.
- ARN có chức năng trực tiếp tổng hợp protein.
ARN truyền thông tin quy định cấu trúc protein từ nhân ra tế bào chất rồi chuyển qua nơi tạo ra protein là ribosome. Có ba loại ARN tham gia vào quá trình này: ARNm (ARN thông tin), ARNt (ARN vận chuyển) và ARNr (ARN ribosome). ARNm là loại ARN được sao mã từ ADN, mang thông tin về trình tự axit amin của protein.
ARNm có cấu trúc dài và thẳng. ARNt là loại ARN có vai trò vận chuyển các axit amin từ tế bào chất đến ribosome để ghép vào chuỗi polypeptit. ARNt có cấu trúc ngắn và gập lại thành hình lá bào ngư. ARNr là loại ARN có vai trò cấu thành ribosome cùng với các protein. Ribosome là nơi xảy ra quá trình dịch mã, hay tổng hợp protein từ thông tin của ARNm. Ngoài ra, còn có một số loại ARN khác có chức năng điều hòa biểu hiện gen, ví dụ như: miARN (microARN), siARN (small interfering ARN), piARN (piwi-interacting ARN).
Bảng 2: So sánh chức năng của ADN và ARN
| Tiêu chí | ADN | ARN |
| Chức năng chính | Lưu trữ thông tin di truyền | Tổng hợp protein |
| Quá trình tham gia | Tái sinh và sao mã | Dịch mã |
| Loại ARN liên quan | Không có | ARNm, ARNt, ARNr, miARN, siARN, piARN |
Vị trí
ADN và ARN đều có mặt trong các tế bào sống. Tuy nhiên, vị trí của chúng trong tế bào khác nhau như sau:
- ADN chủ yếu được tìm thấy trong nhân tế bào của các tế bào nhân thực (eukaryote) và trong vùng nucleoid của các tế bào không nhân (prokaryote). ADN cũng có thể được tìm thấy trong một số bào quan khác như mitochondria và chloroplast, gọi là ADN bào quan. ADN có vai trò là nguồn gốc của thông tin di truyền, do đó nó được bảo vệ trong nhân tế bào hoặc vùng nucleoid.
- ARN có mặt ở cả nhân tế bào và tế bào chất. ARNm được sao mã từ ADN trong nhân tế bào, sau đó được xuất ra ngoài qua lỗ nhân để đến ribosome ở tế bào chất. ARNr cấu thành ribosome cùng với các protein. Ribosome có thể nằm tự do trong tế bào chất hoặc gắn vào màng nội chất. ARNt vận chuyển các axit amin từ tế bào chất đến ribosome để tổng hợp protein. Các loại ARN khác như miARN, siARN, piARN cũng có mặt ở cả nhân tế bào và tế bào chất. ARN có vai trò là trung gian trong quá trình biểu hiện gen, do đó nó phải di chuyển giữa nhân tế bào và tế bào chất.
Bảng 3: So sánh vị trí của ADN và ARN
| Tiêu chí | ADN | ARN |
| Vị trí trong tế bào | Nhân tế bào hoặc vùng nucleoid (và một số bào quan) | Cả nhân tế bào và tế bào chất |
Khả năng phản ứng
ADN và ARN đều có khả năng phản ứng với các phân tử khác trong quá trình sinh học. Tuy nhiên, khả năng phản ứng của chúng khác nhau như sau:
- ADN có khả năng phản ứng kém hơn so với ARN do cấu trúc xoắn ốc kép của nó. Các bazơ nitơ của ADN được che kín trong lõi của phân tử, do đó ít tiếp xúc với các phân tử khác. Ngoài ra, loại đường deoxyribose của ADN cũng ít phản ứng hơn so với loại đường ribo của ARN. Do đó, ADN ít bị phá hủy hơn so với ARN, giúp duy trì sự ổn định của thông tin di truyền.
- ARN có khả năng phản ứng cao hơn so với ADN do cấu trúc mạch đơn của nó. Các bazơ nitơ của ARN được tiết lộ ra ngoài, do đó dễ dàng liên kết với các phân tử khác. Ngoài ra, loại đường ribo của ARN cũng có nhóm hydroxyl ở vị trí C2’, làm tăng khả năng phản ứng của nó. Do đó, ARN dễ bị phá hủy hơn so với ADN, giúp điều hòa biểu hiện gen.
Bảng 4: So sánh khả năng phản ứng của ADN và ARN
| Tiêu chí | ADN | ARN |
| Khả năng phản ứng | Kém hơn | Cao hơn |
| Lý do | Cấu trúc xoắn ốc kép và đường deoxyribose | Cấu trúc mạch đơn và đường ribo |
cách mà các loại protein được tổng hợp từ thông tin di truyền
Cách mà các loại protein được tổng hợp từ thông tin di truyền là một quá trình phức tạp và gồm nhiều bước. Tôi sẽ cố gắng giải thích một cách ngắn gọn như sau:
- Bước 1: Sao mã.
Trong bước này, thông tin di truyền được chép từ phân tử ADN sang phân tử ARN thông tin (ARNm) trong nhân tế bào. Mỗi ba nuclêôtit liên tiếp trên ADN tạo thành một mã ba (codon), tương ứng với một axit amin trong protein. ARNm có cùng trình tự codon với ADN, ngoại trừ bazơ nitơ T (thymin) được thay bằng U (uraxin). ARNm sau khi được sao mã sẽ xuất khỏi nhân tế bào qua lỗ nhân.
- Bước 2: Dịch mã.
Trong bước này, thông tin di truyền được dùng làm khuôn để tổng hợp protein từ các axit amin trong tế bào chất. Quá trình này xảy ra ở ribosome, là nơi có sự tham gia của ba loại ARN khác: ARN vận chuyển (ARNt), ARN ribosome (ARNr) và ARN điều hòa (ARNdh). ARNt có vai trò vận chuyển các axit amin từ tế bào chất đến ribosome để ghép vào chuỗi polipeptit. Mỗi loại ARNt có một anti-codon, là ba nuclêôtit liên tiếp, tương ứng với một codon trên ARNm. ARNr có vai trò cấu thành ribosome cùng với các protein.
Ribosome có hai tiểu đơn vị: tiểu đơn vị lớn và tiểu đơn vị nhỏ. Tiểu đơn vị nhỏ có hai vị trí cho ARNt ghép vào: vị trí P (peptidyl) và vị trí A (aminoacyl). Tiểu đơn vị lớn có vai trò kết nối các axit amin lại với nhau bằng liên kết peptit. ARNdh có vai trò điều hòa quá trình dịch mã bằng cách ngăn chặn hoặc kích hoạt các gen khác nhau.
- Bước 3: Kết thúc.
Quá trình dịch mã sẽ kết thúc khi ribosome gặp một trong ba mã kết thúc: UAA, UAG hoặc UGA. Khi đó, chuỗi polipeptit sẽ được tách ra khỏi ribosome và ARNm. Chuỗi polipeptit sau đó sẽ được gấp lại thành hình dạng không gian phù hợp với chức năng của protein.
Kết luận
Qua bài viết So Sánh ADN Và ARN Lớp 9, có thể thấyADN và ARN là hai loại axit nucleic có vai trò rất quan trọng trong quá trình truyền đạt thông tin di truyền và tổng hợp protein của các sinh vật. ADN và ARN có nhiều điểm giống nhau nhưng cũng có nhiều điểm khác nhau về cấu tạo, chức năng, vị trí và khả năng phản ứng. Những điểm khác nhau này phản ánh sự thích nghi của ADN và ARN với các vai trò sinh học khác nhau của chúng. Hiểu được sự giống và khác nhau giữa ADN và ARN sẽ giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan về cơ chế hoạt động của các sinh vật.
Ngoaingufpt hi vọng bài viết này hữu ích với bạn!
