Giải Dừng lại và suy ngẫm 2 trang 9 SGK Sinh học 12

Lời giải

Quá trình tái bản DNA (nhân đôi DNA) diễn ra trong nhân tế bào, ở pha S của kì trung gian (trước khi tế bào phân chia), theo nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo toàn (giữ lại một nửa). Quá trình gồm các bước chính sau:

a) Tháo xoắn và tách hai mạch đơn

Dưới tác dụng của enzyme tháo xoắn (helicase), phân tử DNA mẹ dần dần duỗi xoắn; hai mạch đơn tách nhau ra ở vị trí khởi đầu tái bản tạo thành chạc tái bản (chạc chữ Y), để lộ hai mạch khuôn.

b) Tổng hợp các mạch mới theo nguyên tắc bổ sung

Enzyme DNA polymerase sử dụng mỗi mạch của DNA mẹ làm khuôn để tổng hợp mạch mới, lắp ráp các nucleotide tự do của môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung: A của mạch khuôn liên kết với T, G liên kết với C (A–T, G–C).

- Do DNA polymerase chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều $5' \rightarrow 3'$, nên:
- Trên mạch khuôn có chiều $3' \rightarrow 5'$, mạch mới được tổng hợp liên tục (mạch dẫn đầu).
- Trên mạch khuôn có chiều $5' \rightarrow 3'$, mạch mới được tổng hợp gián đoạn thành từng đoạn ngắn (đoạn Okazaki), sau đó các đoạn được nối lại nhờ enzyme nối (ligase) (mạch ra chậm).

c) Hình thành hai phân tử DNA con

Kết thúc quá trình, từ một phân tử DNA mẹ tạo ra hai phân tử DNA con giống hệt nhau và giống DNA mẹ. Trong mỗi DNA con có một mạch cũ của DNA mẹ và một mạch mới được tổng hợp — thể hiện nguyên tắc bán bảo toàn.

d) Ý nghĩa — sự sao chép thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào

Nhờ tái bản theo nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn, trình tự nucleotide của DNA mẹ được sao chép chính xác sang hai DNA con. Khi tế bào phân chia, mỗi tế bào con nhận một DNA con, nên thông tin di truyền được truyền đạt nguyên vẹn và ổn định từ tế bào mẹ sang các tế bào con qua các thế hệ tế bào, đảm bảo tính ổn định của bộ nhiễm sắc thể và thông tin di truyền của loài.

Đáp số