Nguyên tắc bổ sung:
Trong DNA, nguyên tắc bổ sung quy định rằng:
Adenine (A) luôn liên kết với Thymine (T) bằng hai liên kết hydro.
Guanine (G) luôn liên kết với Cytosine (C) bằng ba liên kết hydro.
Nguyên tắc này đảm bảo tính chính xác trong quá trình sao chép DNA và phiên mã.
Các cơ chế di truyền và vai trò của nguyên tắc bổ sung:
Sao chép DNA: Trong quá trình sao chép, DNA tự nhân đôi để tạo ra hai phân tử DNA con giống hệt phân tử DNA mẹ. Enzyme DNA polymerase sẽ lắp ráp các nucleotide mới dựa trên khuôn mẫu của mạch DNA mẹ, tuân theo nguyên tắc bổ sung. Nếu có sự nhầm lẫn trong việc lắp ráp (ví dụ A liên kết với C thay vì T), sẽ dẫn đến sai sót trong trình tự nucleotide của DNA con, tức là đột biến gen.
Phiên mã: Trong quá trình phiên mã, thông tin di truyền từ DNA được sao chép sang RNA. Enzyme RNA polymerase sẽ tổng hợp RNA dựa trên khuôn mẫu DNA, cũng tuân theo nguyên tắc bổ sung (Uracil (U) thay thế Thymine (T) trong RNA). Nếu có sự vi phạm nguyên tắc bổ sung trong quá trình này, sẽ tạo ra phân tử RNA có trình tự sai lệch, ảnh hưởng đến quá trình dịch mã và tổng hợp protein. Tuy nhiên, sai sót trong phiên mã thường không được coi là đột biến gen vì RNA không phải là vật chất di truyền được di truyền cho thế hệ sau.
Dịch mã: Trong quá trình dịch mã, thông tin từ mRNA được sử dụng để tổng hợp protein. tRNA mang các amino acid đến ribosome và khớp với codon trên mRNA dựa trên nguyên tắc bổ sung giữa codon và anticodon. Nếu có sự sai lệch trong quá trình này (ví dụ tRNA mang amino acid không đúng với codon), sẽ tạo ra protein có trình tự amino acid sai lệch, ảnh hưởng đến chức năng của protein. Tuy nhiên, sai sót trong dịch mã cũng thường không được coi là đột biến gen vì nó không làm thay đổi trình tự DNA.
Vậy khi nào vi phạm nguyên tắc bổ sung gây đột biến gen?
Vi phạm nguyên tắc bổ sung gây đột biến gen khi nó xảy ra trong quá trình sao chép DNA và sai sót đó không được sửa chữa bởi các cơ chế sửa chữa DNA. Khi đó, sai sót sẽ được di truyền cho các thế hệ tế bào tiếp theo, trở thành một đột biến gen ổn định.