Chuyên đề Sinh học 12 Chân trời sáng tạo Bài 1. Khái quát sinh học phân tử và các thành tựu

Phương pháp Real time RT-PCR là thành tựu của sinh học phân tử. Phương pháp này vừa được dùng để chẩn đoán chính xác các bệnh do sai hỏng DNA; các bệnh do vi khuẩn, virus, kí sinh trùng,…; vừa được dùng để xác định tải lượng vi sinh vật kí sinh ở người bệnh.

Trong các nghiên cứu được đề cập, nghiên cứu thuộc về cấp sinh học phân tử là: nghiên cứu về cấu trúc, chức năng của DNA/RNA, protein.

Một số thành tựu hiện đại về lí thuyết của sinh học phân tử:

- Những phát hiện và mô tả cấu trúc vật chất di truyền cấp độ phân tử (DNA, RNA):

+ Năm 1868, Friedrich Miescher khám phá ra chất mới là nuclein từ nhân tế bào. Nuclein hiện được biết đến là một hỗn hợp của DNA, RNA và protein.

+ Năm 1944, Oswald Avery đã chứng minh được chính DNA là vật liệu mang thông tin di truyền.

+ Năm 1953, hai nhà khoa học Francis Crick và James Watson tìm ra mô hình mạch xoắn kép của DNA.

- Những nghiên cứu làm sáng tỏ chức năng vật chất di truyền ở cấp độ phân tử:

+ Năm 1957, Francis Crick đã đề xuất học thuyết trung tâm (central dogma). Học thuyết mô tả dòng thông tin di truyền từ DNA qua RNA rồi đến protein.

+ Năm 1958, Matthew Meselson và Franklin Stahl chứng minh rằng sao chép DNA là bán bảo toàn.

+ Năm 1968, Marshall Nirenberg và Har Khorana nhận giải Nobel Sinh lí học và Y học cho công trình giải mã mã di truyền.

Vai trò của các kĩ thuật sinh học phân tử như PCR, điện di, giải trình tự gene, Southern blot, Northern blot, Western blot và chuyển gene:

- Các đoạn DNA được tạo ra sau khi chạy PCR giống nhau và giống đoạn DNA đích ban đầu.

- Giải thích: Nếu như trong tế bào sống, DNA được nhân bản dựa trên hệ thống các enzyme thì với PCR, DNA được nhân bản dựa trên các chu kì nhiệt. Quá trình nhân bản DNA theo nguyên tắc bổ sung dựa trên khuôn mẫu DNA ban đầu, do đó các DNA được tạo ra sau khi chạy PCR giống nhau và giống đoạn DNA đích ban đầu.