Crick công bố cấu trúc chuỗi xoắn kép của DNA — Sinh học phân tử ra đời.. James Watson va Francis Crick Hoc thuyét trung tam F.Crick,1956 transcription translation DNA [ee >» RN
Trang 1` Chương 1 Mo dau — Luge su su Ta doi cua SHPT — Su chuyên vật liệu di truyền ở vi khuân.(T Trí)
° Chương 2 Vật liệu di truyền: Đại phân tử sinh học & Liên
kết hóa học yêu.(T Trí)
‹ Chương 3 Tính ôn định và những biến động của DNA: Sao chép & Đột biên, tái tô hợp, Gen nhảy (C.Sương)
» Chương 4 Sự phiên mã (C Sương)
» Chương 5 Sự dịch mã (T Trí)
‹ Chương 6 Sự điều hòa biểu hiện gen (T Trí)
» Chương 7 Kỹ thuật trong SHPT
- Chương § Một số ứng dụng của SHPT (seminar)
SSS a
Ae
1666 Phát hiện tế bào Ni ore}
« Matthias ° Theodor ¡ Schleiden
Tree Finches
e Ae
=é- | _— N
x np À lock ve
to k a
Fecii: ` Aetlea Pacific
Gadpages isiangs ii _
aa
Trang 2
wocdpecker ‘inch
Cy
“3€ 24 ground
Mistilt (Eế fra rec
“¬ar2«E£eaxec grcu ¬d
[ph 3 r2)
Snes resort event rit
tee tinsh
1G A9Ittaeu.e
lage greundt1c5
G maan.?©2r12)
woll gø€ J5 † ^eh
Tả ñSÒN Mi *f|
:
veget31a2" tr*» “xcFr cactus grosid tirch
Samar 3 (ri cswivasfoix
feu eric
qounc *sehes weeding finch
Sheen, Conan p22 (si:~ {791/01A sự, "
_——
|
common ancestor
Figuie 12.98 Ap yy ogemetc creetc: finches ‘tom che Galapssos isiancs
of per erie +
q13 atoized
ny ""2AXPIFIL]
Phủ định thuyết ==35z=«
ied
Hulse oregar vise ens Open
(Pasteur, 1864)
Lona
lim to? Uquia oooinc Laud -amains slowly steriic tor
Mandy ye®*£
Snert
brivis
#) Flask tapad sn Mic: anraaninmss
mr croo-ganiam-lacan craw a op
Thí nghiệm cua Frederick Griffith ,1928
>> + ` , ‘
s ale: Tử Aad ‹ ` š
Reet ire
_ a ne cas ee
ot o bea vows l2
Smooth strain—S pneumoniae Rough strain—S pneumoniae
Thi nghiém vé bién nap ctia Griffith
Trang 3
my n| Xin | crnhhinn| Cerwitine | Arginine |
va Edward Tatumtến |?*| s
hành thí nghiệm đột ——
Neurospora crassa Đưa |
ra gia thuyết một gen, một J
to là
SY `_~
" —
George Beadle Edward Tatum a
DNA mang tin hiéu di truyén
Nam1944 nhom Avery, McCarty, McLeod | xác định rõ nguyên nhân gây biên nạp là gì?
Té bao S + (protease,
RNAase)—› Chuột chết
Tế bào S + (DNAase)— Chuột sống
— DNA la nhan tô biên nạp Oswa very
- 1952 — Alfred Oe TA
` - ả with 5 -
injectir 1 Tipe Qecetic
“ha mixcure Is zgitared ?,
to cis odge the weruses
=o trom the boetena, rr
Die |e tie tet ate mt ptt tel
Vea trom the liquid containing Ba=:erta|
pin hờ và: (co ys
‘ Radioact ve —~ “
ao - =>
eee ne viral promeins
~
si»
Ntose P is Ir the bacterial col Most “Is In the liculd
with thc wicl proteies
1952-1953 James D
Watson va Francis H C
Crick công bố cấu trúc chuỗi xoắn kép của DNA
— Sinh học phân tử ra đời
James Watson va Francis Crick
Hoc thuyét trung tam (F.Crick,1956)
transcription translation
DNA [ee >» RNA ———> protein
reverse
transcription replication
ret cache,
N |i =nswlicn
My °* ‘onan
re TARA ae
BDV RNA raster
* Mot gen duoc biéu hién qua hai buée 1) Phién ma (Transcription): tong hop RNA 2) Dich m4 (Translation): Tổng hợp Protein
Trang 4
« 1970 Howard Temin và
David Baltimore độc lập
phân lập được enzyme cắt
giới hạn
—> Cột mốc lịch sử trong kỹ
thuật di truyền
— «DMA Mem
E
6
'
o
a
« 1984 Kỹ thuật PCR
xuất
được Kary Mullis đề | ae
— Kỹ thuật nền tảng của
kỹ thuật di truyền
* 1986 Leroy Hood:
Phát triển máy giải
ae {
X A 1
» : ý Leroy Hood
L hia -
Jar 2 TU: I7: v06;
- 1990 chươngtrnhbộ | Ác
‹ 1996 Bộ gen của nấm men
(Saccharomyces cerevisiae)
duoc giai trinh tu
¢ 1997 Escherichia coli duge giải
trình tự
S cerevisiae 12.1 Mb, G300 genes
E colf 4700 kb
¢ 2000 Hoàn thành việc
giải trình tự bộ gen
Drosophila melanogaster
Drosophila melanogaster
180 Mb, 13,600 genes
¢ 1998 Hoan thanh viéc giải trình tự bộ gen
Caenorhabditis elegans
Cc elegans
97 Mb, 19,000 genes
¢ 2000, bé gen thực
vat dau tién,
Arabidopsis thalina
được giải trình tự
Arabidopsis thaliana
125 Mb, ~ 25,000 genes
Trang 514/4/2003 hoàn tất bản
giải kí tự chuỗi bộ gen i gen ý `
é
Homo sapiens
3000 Mb -22,000 genes
Cong nghé san xuat giống cây trồng, vật nuôi vượt
giới hạn của tiễn hóa dé chong chịu bệnh, thích
nghi với các điều kiện sinh thái và cho năng suất
+ `
>-
Ứng dụng của Sinh học phân tử
» Công nghệ tạo các sinh vật mới có ích
‹ Công nghệ sản xuất các loại thực phẩm mới có giá trị dinh dưỡng cao, có giá trị thuốc — dinh dưỡng, các chất bổ sung (các vitamin ) cá protein đơn bào
Trang 6
Gen sinh trưởng (fƒGH, hGH, bGH)
~øalaefosidase
khang hygromycine,
protcin chong dong lanh,
đ¿~ølobin neomicine
phosphats-transferase:
liciferase
- Tao cae gene tang truong
Gn AIT, AGH, mAMIV-bGH, PRL-bGTI,
MMT-NGRE, alb-NGRE, mMT-hGE )
Cac gen tri liéu
- smt-sGH5, sMT-sGH9
- A-antitripstn (rong điểu trị viêm phôi)
- Tao albumin,
- Yeu 10 trong dong mau
° Liệu pháp gen va
liệu pháp thay thê tê
bào và mô
HEO
Các loại gen sinh trưởng
- mMT,
- hGH,
- mMT-bGH,
- PRL-bGH,
- mMT-hGRF,
- alb-hGRF,
- mMT-hGF va mMT-bGH
Cac gen chong thai loai
BO b-GH Gen tạo máu
Gen tạo sữa
Gen tạo kháng thể
Receptor 2), pioteir
Trang 7
Phương pháp chuẩn đoán bệnh mới
° Kỹ thuật tạo dòng(cloning) và đặc biệt là kỹ
thuật PCR đưa đến kỹ thuật chuân đoán mới
băng lai DNA và RNA Phương pháp này hiện
đang được ứng dụng rộng rãi trong chuẩn đoán
các bệnh di truyền, quan hệ dòng họ, tội phạm
hình sự
Một số thành tựu ở Việt Nam
‹ 1997, hoàn thiện quy trình công nghệ chuyển gen hormon sinh trưởng người vào cá vàng (Carassius auratus)
° Năm 2003, Viện Sinh học nhiệt đới đã chuyển
gen Bt kháng sâu vào cây thuoc la (Nicotiana tabacum) va cay ngo (Zea mays)
° Năm 2005, Vién Sinh hoc nhiét doi da chuyén
gen hormon sinh trưởng người vào cá chép
- Biến nạp (transformation)
- Tai nap (transduction)
- Giao nap, tiép hop (conjugation)
- Chuyén vi gen (transposition)
Fs
1
Sys \~y 2N4-ozf:ains+
weg) “ii —— V29
Conjugation: Plasmid Plasmid-cortaining donor ADN
Conjugation: Chromosome Donor cell with transfer
integrated plasmid
Trang 8
Biến nạp (transformation)
- Quá trình tế bào tiếp nhận DNA trần từ
vào tế bào chủ
- Tính khả nạp (competence): có thể được
tăng cường bằng xử lý hóa học, vật lý
- Cơ chê biên nạp:
+ DNA gắn lên DNA-binding protein trên vách tế bảo
+ Nuclease thủy phân một mạch DNA, cho phép mạch đơn còn lại di
vao trong té bao
+ Mach DNA được mang và bảo vệ bởi một số protein chuyên biệt
+ Mạch DNA tái tổ hợp vào bộ gen bởi RecA protein
+ Tế bào có kiêu gen mới được tạo thành khi tế bào phân chia
Bazteria VÊxSrfOSDune oo Transfarning OWA
DNA binding orotein Compestance-specific single-stranded ONA binding arotein
Nuclease
Free nucleotide
RecA, crotein
Tai nap (transduction)
- DNA của tế bo cho được chuyển qua tế bo nhận bởi virut
- Tải nạp chuyên biệt (specialized transduction): tải nạp
trên một số gen nhat dinh cua vi khuan cho (virut mang
theo gen cua vi khuẩn khi bị cắt một cách không chính
xác ra khỏi bộ gen tế bào chủ)
- Tải nạp chung (generalized transduction): tai nap mot
gen bất kỳ từ vi khuẩn cho sang tê bo nhận (DNA của tế
bo bị phn đoạn và lắp ngẫu nhiên vào vỏ virut mới)
- Biến đỗi bởi phage (phage conversion): su thay đổi kiểu
hình ở vi khuẩn do sự thể hiện của gen virut tiềm tan
Bacter:al cell
Lytic cycle
2
a 18
THe XU) -
(020UXU
_—_T
Phage —@® 7s
~— Transducing particle (host DNA within phage K1 7 Transducing — coat) ý
Bacterial cell cell Transduction Genetic
recombination with host DNA
ores af host DNA — +
Lyscgenzse oe She of calactoas age DNA
at ledustian
Phage 284
cirmuleizes and * poetian af host
dseches rom UNS 's axchaaged
teal DNA for phage DNA
Detachsd DNS Deteched DNA
“aplicatez *apll=atss
Phage syrthess Phage synthesis,
is Comolstec is comsatsd
Call lysas and reeeass
cofesive phage
©z=able s† 178/162 Ci“£
guaclows gói c6 Cell yess anc
feksases normal
orange
Plasmid
- Phân tứ DNA vòng, kích thước nhỏ có thể tự sao chép độc lập trong tế bào chủ
- Cầu trúc của plasmid:
+ Mang gen ORI (origin of replication, Ori) kiém soat tan sé sao chép
và số lwong ban sao cua plasmid trong té bao + Gen diéu khién sw chuyén DNA trong giao nạp (một số) + Cac gen khác: kháng kháng sinh, tạo ra độc tố, khả năng biến dưỡng những cơ chất không bình thường như thuốc trừ sâu, dung môi công nghiệp
Plasmid R: plasmid khang thuoc
+ Mang một số transposon mỗi loại cho tính kháng đối với một loại kháng sinh nhất định
+ Kháng đồng thời đến 5 loại kháng sinh khác nhau
+ Phát tán tính kháng thuốc nhanh trong quần thể thông qua quá trình giao nạp
- Tê bào có thê chứa đông thời một số plasmid khác nhau nêu chúng tương thích (ORI khác nhau)
Trang 9
IS3
IS2
SS ` Cf“oIiroaora
Su giao nap (conjugation)
- Chuyén DNA thông qua giao nạp ở vi khuẩn
- Plasmid xúc tiến sự giao nạp:
+ Tổng hợp khuẩn mao pili giúp hai tế bào tiếp xúc
+ Tạo cầu giao nạp (conjugative bridge) truyền DNA
+ Plasmid sao chép bằng cơ chế sao chép cuộn vong (rolling circle
replication) và chuyên một bản sao cho tế bào nhận
+ Tế bào nhận sao chép để có plasmid vòng mạch kép
- Yếu tổ F ở E col thực hiện việc cho gen trên nhiễm sắc
thể tế bào cho sang tế bào nhận (chủng Hfr):
+ Sự hiện diện đồng thời của trình tự sát nhập (insertion sequence) ở
yêu to F và nhiễm sắc thê của tê bào
+ F chứa trình tự khởi đầu chuyển (origin of transfer)
+ Trình tự này giúp F mang theo các gen của nhiễm sắc thể nằm ngay
dưới hạ lưu của trình tự chuyên từ tê bào cho sang tê bào nhận
+ Sự cắt không chính xác khi sao chép và chuyên yếu tổ F làm tăng
tan so giao nạp chuyên biệt của nhiềm sắc thê sang tê bào nhận
3aztLsrial r
chnmnsom plesned
és f*rel Pilus retracts F-rel 3vrzh>ele ¿* o2Im|:letYarita*z 3trar3
#2112 11180 2#e*:Ì ell
Ce! cabs stebilized `
| F pheend nicesd noone: sirarned de aul erates rahi tales
Tranata’ of one strand for ©! oll te Frrell r*zell
F call F ciaamic simiitsnesualy
fa) roplicates in Feel