Bộ cơ bản

Cặp base (hay còn gọi là bp trong base pair) là một cặp hai nucleobase liên kết với nhau qua các liên kết hydro. Chúng tạo nên các cấu trúc xoắn kép trong DNA và đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc của cả DNA và RNA. Các cặp base Watson-Crick (guanine-cytosine và adenine-thymine) hình thành liên kết hydro giúp các chuỗi DNA duy trì cấu trúc xoắn ốc bình thường, điều này phụ thuộc vào trình tự nucleotide. Nguyên tắc bổ sung của cấu trúc này cung cấp một bản sao dự phòng của thông tin di truyền mã hóa trong DNA sợi kép. Cấu trúc thông thường và sự dư thừa thông tin nhờ chuỗi xoắn kép giúp DNA rất phù hợp để lưu trữ thông tin di truyền. DNA polymerase hỗ trợ việc tái bản DNA, trong khi RNA polymerase chuyển mã DNA thành RNA. Nhiều protein liên kết DNA có khả năng nhận diện các trình tự cặp base đặc trưng, từ đó nhận biết các vùng gen điều hòa cụ thể.

Các cặp base nội phân tử có thể xuất hiện trong các acid nucleic sợi đơn, điều này rất quan trọng trong RNA (như RNA vận chuyển), nơi cặp base Watson-Crick (guanine-cytosine và adenine-uracil) cho phép hình thành cấu trúc xoắn kép ngắn. Các tương tác không phải base Watson-Crick (như G-U hoặc A-A) cho phép RNA gấp lại thành nhiều dạng cấu trúc ba chiều đặc trưng. Hơn nữa, việc cặp base giữa RNA vận chuyển (tRNA) và RNA thông tin (mRNA) trong quá trình dịch mã tạo ra trình tự amino acid, từ đó hình thành protein qua mã di truyền.

Kích thước của mỗi gen hoặc toàn bộ bộ gen của một sinh vật thường được đo bằng đơn vị cặp base vì DNA thường là sợi kép. Vì vậy, tổng số cặp base bằng với số nucleotide trong một trong hai mạch (trừ các vùng đơn sợi không mã hóa ở telomere). Bộ gen đơn bội của con người (23 nhiễm sắc thể) được ước tính dài khoảng 3,2 triệu base và chứa từ 20.000 đến 25.000 gen mã hóa protein riêng biệt. Một kilobase (kb) là đơn vị đo trong sinh học phân tử tương đương với 1000 cặp base của DNA hoặc RNA. Tổng lượng cặp base DNA liên kết trên Trái Đất ước tính khoảng 5.0 × 10^37 và nặng khoảng 50 tỷ tấn. Để so sánh, tổng sinh khối của sinh quyển được ước tính nặng khoảng 4 nghìn tỷ tấn carbon.

Các liên kết và độ bền của liên kết hydro

Liên kết hydro là các tương tác hóa học hỗ trợ việc bắt cặp base theo nguyên tắc bổ sung. Cấu hình tương ứng của các base cho phép việc bắt cặp được thực hiện một cách 'chính xác' và ổn định. DNA với tỷ lệ GC cao thường có độ ổn định tốt hơn so với DNA có tỷ lệ GC thấp. Tuy nhiên, trái với suy nghĩ phổ biến, liên kết hydro không đóng vai trò chính trong việc ổn định DNA; sự ổn định chủ yếu đến từ các tương tác xếp chồng.

Đo lường chiều dài

Các ký hiệu dưới đây thường được dùng để chỉ độ dài của phân tử DNA/RNA:

• bp = cặp base (base pair)— một bp tương đương với khoảng 3,4 Å (340 pm) về chiều dài dọc theo sợi, và khoảng 618 hoặc 643 daltons cho DNA và RNA, tương ứng.
• kb (= kbp) = kilo base pair = 1.000 bp
• Mb (= Mbp) = mega base pair = 1.000.000 bp
• Gb = giga base pairs = 1.000.000.000 bp.

Xem thêm

• Watson JD; Baker TA; Bell SP; Gann A; Levine M; Losick R (2004). Sinh học phân tử của gen (ấn bản lần thứ 5). Pearson Benjamin Cummings: CSHL Press. (Xem đặc biệt chương 6 và 9)
• Astrid Sigel; Helmut Sigel; Roland K. O. Sigel biên tập (2012). Ảnh hưởng của các ion kim loại đối với acid nucleic. Metal Ions in Life Sciences. 10. Springer. doi:10.1007/978-94-007-2172-2. ISBN 978-9-4007-2171-5.
• Clever, Guido H.; Shionoya, Mitsuhiko (2012). “Chương 10. Bắt cặp base DNA thay thế qua phối hợp kim loại”. Ảnh hưởng của các ion kim loại đối với acid nucleic. tr. 269–294. doi:10.1007/978-94-007-2172-2_10.
• Megger, Dominik A.; Megger, Nicole; Mueller, Jens (2012). “Chương 11. Các cặp base trung gian kim loại trong acid nucleic với nucleoside derived purine và pyrimidine”. Ảnh hưởng của các ion kim loại đối với acid nucleic. tr. 295–317. doi:10.1007/978-94-007-2172-2_11.

Liên kết bên ngoài

• DAN Lưu trữ 2006-06-24 tại Wayback Machine—phiên bản web của công cụ EMBOSS để tính toán nhiệt độ nóng chảy