Tiêu chuẩn của vật chất di truyền

Việc xác định vật chất di truyền trong tế bào nói riêng và của cơ thể sống nói chung là vấn đề hết sức quan trọng và đã thu hút công sức và trí tuệ của nhiều nhà khoa học. Ngay sau khi luận thuyết của Menđen được công nhận (năm 1900), người ta cho rằng bản chất của nhân tố di truyền hay gen là prôtêin. Quan niệm này xem prôtêin là vật chất di truyền và đã ngự trị một thời gian dài trong lịch sử sinh học. Tuy nhiên sau này thông qua những bằng chứng gián tiếp và bằng nhiều thí nghiệm đã xác định vật chất di truyền ở cấp độ phân tử là ADN chứ không phải là prôtêin. Vậy tiêu chuẩn của vật chất di truyền là gì? Các nhà khoa học cho biết vật chất di truyền phải có 4 đặc điểm sau:

1. Có khả năng lưu giữa thông tin ở dạng bền vững cần cho việc cấu tạo, sinh sản và hoạt động của tế bào.
2. Có khả năng sao chép chính xác để thông tin di truyền có thể truyền được từ thế hệ này sang thế hệ kế tiếp.
3. Thông tin chứa đựng trong vật chất di truyền phải được dùng để tạo ra các phân tử cần cho cấu tạo và hoạt động của tế bào.
4. Vật liệu di truyền có khả năng biến đổi, những thay đổi này (còn gọi là đột biến) chỉ xảy ra ở tần số thấp và biến đổi đó có khả năng truyền lại cho đời sau.

Như vậy trong các loại đại phân tử sinh học thì chỉ có axít nuclêic mới có đủ 4 đặc điểm nêu trên. Trong hai loại axít nuclêic là ADN và ARN thì ADN là vật chất di truyền phổ biến ở tất cả các loài sinh vật. Chỉ có một số virut sử dụng ARN làm vật chất di truyền. Vì vậy, ADN được coi là vật chất di truyền ở của hiện tượng di truyền ở cấp độ phân tử. ADN liên kết với prôtêin tạo nhiếm sắc thể (NST), nên NST được coi là cơ sở vật chất của hiện tượng di truyền ở cấp độ tế bào.