ỷ Công nghệ sinh học nếu được sử dụng hợp lý sẽ cho chúng ta những khả năng tiềm tàng, mở ra những khả năng chữa trị các bệnh hiệu quả hơn.. Trong nhiều thế kỷ, con người đã sử dụng sức
Trang 1Đ bài: Hãy nêu m t vài ng d ng c a sinh h c t bào Trình bày quy ề ộ ứ ụ ủ ọ ế trình ng d ng và c s t bào h c c a chúng ứ ụ ơ ở ế ọ ủ
Ph n I M đ u ầ ở ầ
Nghiên c u sinh h c t bào đóng vai trò tr c t cho Công ngh sinh ứ ọ ế ụ ộ ệ
h c (CNSH) B môn này nghiên c u ho t đ ng c a các phân t trong t ọ ộ ứ ạ ộ ủ ử ế bào, chúng chuy n đ ng trong đó ra sao, thâm nh p và ra kh i t bào nh ể ộ ậ ỏ ế ư
th nào; cách th c các t bào v n đ ng và tế ứ ế ậ ộ ương tác v i các t bào khác; ớ ế cách th c t bào hi u và ph n ng v i thông tin t môi trứ ế ể ả ứ ớ ừ ường; cách th c ứ
t bào và các c u ph n c a nó đế ấ ầ ủ ượ ạc t o thành và phá hu ra sao ỷ Công nghệ sinh học nếu được sử dụng hợp lý sẽ cho chúng ta những khả năng tiềm tàng, mở ra những khả năng chữa trị các bệnh hiệu quả hơn
Trong nhiều thế kỷ, con người đã sử dụng sức mạnh của các hệ thống sinh học để nâng cao cuộc sống của họ và thế giới Nhiều người tranh luận rằng công nghệ sinh học bắt đầu từ hàng nghìn năm trước, khi cây trồng là các giống loài đầu tiên có đặc điểm riêng và vi sinh vật được dùng để nấu bia Những người khác lại cho rằng sự khởi đầu của công nghệ sinh học là khi xuất hiện khả năng
kỹ thuật cho phép các nhà nghiên cứu có thể điều khiển và chuyển đổi gen từ một cơ thể này sang cơ thể khác Việc tìm ra cấu trúc DNA vào những năm
1950 đánh dấu bước khởi đầu kỷ nguyên mới Gen được cải tiến từ DNA và được biểu hiện dưới dạng protein Chúng tạo nên những cấu trúc làm cho chúng
ta có những đặc điểm riêng Vào những năm 1970, các nhà khoa học đã khám phá ra và sử dụng sức mạnh của “cái kéo” tự nhiên – protein được coi là
enzymes hạn chế - để cắt riêng một gen từ một loại sinh vật này sang những sinh vật có liên quan hay không liên quan Như vậy, công nghệ DNA tái kết hợp, hay như hầu hết các chuyên gia ngày nay cho đó là công nghệ sinh học hiện đại, đã ra đời Trên nền những cơ sở cốt lõi đó, ngày nay sinh học tế bào cũng như công nghệ sinh học ngày càng phát triển và đ t đạ ược nh ng thành ữ
t u to l n v i nh ng ng d ng quan tr ng trong cu c s ng và trong nhi u ự ớ ớ ữ ứ ụ ọ ộ ố ề ngành khoa h c khác.ọ
Trang 2Ph n II ng d ng c a sinh h c t bào ầ Ứ ụ ủ ọ ế
I Kh năng ng d ng c a sinh h c t bào ả ứ ụ ủ ọ ế
Nh ng phát minh trong sinh h c t bào cung c p nh ng kh năng m i đ ữ ọ ế ấ ữ ả ớ ể phát tri n thành CNSH:ể
1 Nghiên c u t bào đ phát minh ra kháng sinh ứ ế ể
Vi c hi u đệ ể ược cách th c t bào nh n bi t nh ng vi sinh v t t n côngứ ế ậ ế ữ ậ ấ
nó sẽ đem l i các li u pháp m i, ch ng h n nh kháng sinhạ ệ ớ ẳ ạ ư Nhi u lo i vi ề ạ khu n chúng có kh năng gây b nh cho ngẩ ả ệ ười, th m chí b nh r t n ng, ậ ệ ấ ặ nguy hi m đ n tính m ng Đ tiêu di t vi khu n t lâu đã có nhi u lo i ể ế ạ ể ệ ẩ ừ ề ạ kháng sinh đượ ử ục s d ng và đã c u s ng vô vàn ngứ ố ườ ệi b nh Ch t kháng ấ sinh di t khu n đ u tiên tìm th y và đ t tên là penicillin Lo i kháng sinh ệ ẩ ầ ấ ặ ạ này được tìm ra t n m Penicillium notatum đã c u s ng đừ ấ ứ ố ược vô vàn
người m c b nh nhi m khu n ắ ệ ễ ẩ T penicillin, nhi u nhà nghiên c u đã tìm ừ ề ứ tòi ra vô vàn các lo i kháng sinh khác nhau và đã x p chúng thành nhi u ạ ế ề nhóm d a vào c u t o và c ch tác d ng đ i v i vi khu n.ự ấ ạ ơ ế ụ ố ớ ẩ Các nhà khoa
h c đã nghiên c u thành công v c ch tác d ng c a thu c kháng sinh đ iọ ứ ề ơ ế ụ ủ ố ố
v i vi khu n.ớ ẩ
V m t c u t o thì vi khu n là m t t bào hoàn ch nh, có kh năng ề ặ ấ ạ ẩ ộ ế ỉ ả
s ng riêng bi t và phát tri n không ph thu c vào t bào túc ch M i ố ệ ể ụ ộ ế ủ ỗ thành ph n trong c u trúc t bào vi khu n có c u t o thích h p tr thành ầ ấ ế ẩ ấ ạ ợ ở
“đích tác đ ng” cho kháng sinh nh m đ n, g n vào và cho tác d ng Thí d ộ ắ ế ắ ụ ụ
Trang 3nh l p v bao b c vi khu n là “đích tác d ng” c a kháng sinh nhóm beta-ư ớ ỏ ọ ẩ ụ ủ lactam (g m các penicillin và các cephalosporin).ồ D a vào đ c tính này ự ặ
người ta nghiên c u t ng lo i kháng sinh tác đ ng vào m t trong các thànhứ ừ ạ ộ ộ
ph n c a t bào vi khu n làm cho vi khu n không phát tri n và không t n ầ ủ ế ẩ ẩ ể ồ
t i đạ ược (b h y di t) M i m t nhóm kháng sinh có tác d ng khác nhau ị ủ ệ ỗ ộ ụ lên vi khu n và nhi u lo i kháng sinh có tác d ng đ ng th i.ẩ ề ạ ụ ồ ờ
Có 4 c ch chính c a kháng sinh tác đ ng vào t bào vi khu n, đó là:ơ ế ủ ộ ế ẩ + c ch c u t o vách c a t bào vi khu nỨ ế ấ ạ ủ ế ẩ
+ c ch nhi m v trao đ i ch t c a màng t bàoỨ ế ệ ụ ổ ấ ủ ế
+ c ch s t ng h p protein đ t o ra các t bào m iỨ ế ự ổ ợ ể ạ ế ớ
+ c ch s t ng h p acid nucleic c a t bào vi khu n.Ứ ế ự ổ ợ ủ ế ẩ
Ví d , kháng sinh penicilin và các lo i thu c cùng h c a nó sẽ t o thành ụ ạ ố ọ ủ ạ
m t l p bao quanh t bào không cho vi c trao đ i ch t gi a môi trộ ớ ế ệ ổ ấ ữ ường và
vi khu n x y ra ho c v i vai trò c a tetracylin hay erythromycin thì chúng ẩ ả ặ ớ ủ
có tác d ng ngăn c n quá trình t o ra các protein m i c a vi khu n M t sụ ả ạ ớ ủ ẩ ộ ố
lo i kháng sinh khác ngăn c n quá trình sao chép acid nucleic (ADN), m t ạ ả ộ
s khác ngăn c n kh năng h p th dố ả ả ấ ụ ưỡng ch t và phát tri n c a vi ấ ể ủ
khu n Do v y, ph n l n các b nh gây ra b i vi khu n đ u có th ch a ẩ ậ ầ ớ ệ ở ẩ ề ể ữ
được b ng các lo i kháng sinh.ằ ạ
Đ i v i Virut ố ớ : Do c u t o hoàn toàn khác bi t v i t bào vi khu n và nó ấ ạ ệ ớ ế ẩ không ph i là m t t bào hoàn ch nh b i c u t o đ n gi n h n r t nhi u ả ộ ế ỉ ở ấ ạ ơ ả ơ ấ ề
so v i t bào vi khu n ch là b gen (ho c DNA ho c RNA) bao quanh là ớ ế ẩ ỉ ộ ặ ặ
l p v protein ch a nhi u kháng nguyên, vì v y đớ ỏ ứ ề ậ ượ ọc g i là “phi t bào” ế
Do c u t o đ c bi t đó nên b t bu c virut ph i s ng ký sinh bên trong t ấ ạ ặ ệ ắ ộ ả ố ế bào túc ch mà nó xâm nhi m, b i vì virut không có h th ng enzym hoàn ủ ễ ở ệ ố
ch nh nên không th t t o ra năng lỉ ể ự ạ ượng cho mình ho c t sinh sôi n y ặ ự ả
n đở ược Do đó, đ t n t i và phát tri n thì virut ph i xâm nh p vào trong ể ồ ạ ể ả ậ các t bào khác (t bào túc ch ) và “g i” các v t li u di truy n c a mình.ế ế ủ ử ậ ệ ề ủ
Trang 4C u t o ấ ạ virut HIV.
Khi vào c th , áo protein b lo i b , ch ho t đ ng b i ARN ho c ADNơ ể ị ạ ỏ ỉ ạ ộ ở ặ
c a nó, không có cách gì đ nh n bi t H n n a, kháng sinh di t đủ ể ậ ế ơ ữ ệ ược vi khu n vì vi khu n ký sinh ngoài t bào nên kháng sinh có th di t nguyên ẩ ẩ ế ể ệ
vi khu n, còn virut n m trong v t ch t di truy n c a t bào túc ch cho ẩ ằ ậ ấ ề ủ ế ủ nên n u kháng sinh di t virut thì đ ng nghĩa v i di t c t bào c a túc chế ệ ồ ớ ệ ả ế ủ ủ (người ho c đ ng v t) Vì v y, n u thu c kháng sinh mu n t n công virut ặ ộ ậ ậ ế ố ố ấ
sẽ ph i bi t ch n l c không t n công vào các b ph n “t m g i” này (t c làả ế ọ ọ ấ ộ ậ ầ ử ứ không t n công vào t bào túc ch ) và đây th c s là c n tr c c l n H n ấ ế ủ ự ự ả ở ự ớ ơ
th n a, virut còn có kh năng n m n mình vài năm trong t bào trế ữ ả ằ ẩ ế ước khi phát b nh T đó, đ thay vì dùng kháng sinh không có tác d ng đ i v iệ ừ ể ụ ố ớ virut, các nhà khoa h c đã nghiên c u thành công m t s thu c di t virut ọ ứ ộ ố ố ệ
d a trên c s s hi u bi t v c u trúc và c ch xâm nhi m, nhân lên ự ơ ở ự ể ế ề ấ ơ ế ễ trong t bào túc ch c a virut ế ủ ủ
2 Nghiên c u t bào ng d ng trong li u pháp ch ng ung th ứ ế ứ ụ ệ ố ư
Vi c hi u đ ệ ể ượ c cách th c t bào t o ra s l ứ ế ạ ố ượ ng nhi u h n nh ng t ề ơ ữ ế bào c n thi t và làm th nào đ ki m soát sẽ giúp hoàn thi n li u pháp ầ ế ế ể ể ệ ệ
ch ng ung th ố ư
3 Ứ ng d ng công ngh t bào g c ụ ệ ế ố
Vi c hi u đ ệ ể ượ c nhân t nào ki m soát s tăng tr ố ể ự ưở ng và chuyên bi t ệ hoá c a t bào g c có th đem l i nh ng ng d ng tr li u quan tr ng ủ ế ố ể ạ ữ ứ ụ ị ệ ọ
4 Vi c hi u đ ệ ể ượ c cách th c t bào c m nh n môi tr ứ ế ả ậ ườ ng và cách th c ứ
s d ng các quy trình này đ t o ra c m bi n sinh h c có th đem l i ử ụ ể ạ ả ế ọ ể ạ
nh ng ng d ng trong ph m vi r ng; ữ ứ ụ ạ ộ
5 Công ngh nano sinh h c ệ ọ
Trang 5Vi c hi u đ ệ ể ượ c các “giàn” phân t và motor trong t bào ho t đ ng ử ở ế ạ ộ cùng v i nhau nh th nào có th sẽ làm c s cho nh ng ng d ng sinh ớ ư ế ể ơ ở ữ ứ ụ
h c c a công ngh nano n a th k t i ọ ủ ệ ở ử ế ỷ ớ
Nghiên c u sinh h c t bào m ra nhi u hứ ọ ế ở ề ướng ng d ng Dứ ụ ưới đây tôi ch trình bày 2 ng d ng c b n và có tri n v ng nh t hi n nay là: ỉ ứ ụ ơ ả ể ọ ấ ệ Công ngh t bào g c, công ngh nano.ệ ế ố ệ
II Công ngh t bào g c ệ ế ố
1 S l ơ ượ ế c t bào g c ố
2 Quy trình
3 C s khoa h c ơ ở ọ
III Công ngh Nano sinh h c ệ ọ
1 S l ơ ượ c
2 Quy trình
3 C s khoa h c ơ ở ọ
Ph n III K t lu n ầ ế ậ