KỸ THUẬT PLASMID và ỨNG DỤNG TRONG CHĂN

KỸ thuật Plasmid và ứng dụng trong chăn nuôi thú y

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN

KHOA CHĂN NUÔI THÚ Y

Bài tiểu luận

Hãy trình bày những hiểu biết của em về kỹ thuật plasmit và ứng dụng của nó trong chăn nuôi thú y?

Lớp : thú y-k44

Nhóm : 4

Năm : 2014

 NỘI DUNG CHÍNH:

I Mở đầu

II Nội dung

1 Khái niệm plasmit

I Mở đầu

 Plasmid có hiều loại chứa những gen sản xuất

kháng sinh mà chúng ta có thể tận dụng và sản

xuất kháng sinh chữa bệnh cho người và động vật

 Xét về mặt chuyển giao gen trong môi trường, Plasmid là những phương tiện hết sức linh hoạt vận chuyển AND từ cá thể này sang cá thể khác

 Khai thác các đặc tính sinh học của plasmid, ngày nay plasmid được ứng dụng một cách rộng rãi

trong chăn nuôi và di truyền

II Nội dung

.1 Khái niệm plasmid

Plasmid là 1 thể truyền

Plasmid là những phân tử DNA mạch vòng có khả năng tái bản độc lập và có kích thước 0,05- 10% kích thước của nhiễm sắc thể vi khuẩn Chúng có ở nhiều loài vi khuẩn

và thường không quan trọng đối với sự sinh trưởng của tế bào

 Sơ đồ minh họa một tế bào vi khuẩn với plasmid ở bên trong (1) DNA nhiễm sắc thể (2) Plasmids

Sơ đồ plasmid với gene

kháng kháng sinh (1&2) và

một ori(3)

Plasmid thường chứa các gene hay nhóm gene (gene- cassettes) mang lại một ưu thế chọn lọc nào đó cho tế bào vi khuẩn chứa nó, ví dụ như khả năng giúp vi khuẩn kháng kháng sinh Mỗi

plasmid chứa ít nhất một trình tự DNA có vai trò vị trí bắt đầu sao chép (ori hay

origin of replication), mang lại cho plasmid khả năng tự sao chép độc lập với DNA nhiễm sắc thể

Các loại plasmid

• dựa vào khả năng truyền sang vi

khuẩn khác của chúng:

Plasmid tiếp hợp (conjugative)

chứa các tra-genes, giúp thực hiện

một quá trình phức tạp gọi là tiếp

hợp (conjugation), chuyển một

plasmid sang vi khuẩn khác

Plasmid không tiếp hợp là những

plasmid không có khả năng tự

thực hiện tiếp hợp, vì thế chúng

chỉ có thể được chuyển sang một

vi khuẩn khác khi có sự trợ giúp

(ngẫu nhiên) của plasmid tiếp hợp

Sơ đồ về tiếp hợp ở vi khuẩn 1 DNA nhiễm sắc thể

2 Plasmids 3 Pilus

• Phân loại plasmid là dựa vào chức năng Có 5 nhóm chính:

 Plasmid giới tính mang các tra gene, có khả năng tiếp hợp

Plasmid mang tính kháng mang các gene có khả năng kháng lại các thuốc kháng sinh hay các chất độc Được biết dưới thuật ngữ R-factor trước khi phát hiện ra bản chất của nó là plasmid

Col-plasmid, chứa gene mã hóa cho sự tổng hợp colchicine, một protein có thể giết chết các vi khuẩn khác

Plasmid phân hủy, giúp phân hủy các chất lạ như toluene hay salicylic acid

Plasmid mang độc tính, làm cho sinh vật trở thành sinh vật gây bệnh

2 Kỹ thuật plasmid

NGUYÊN TẮC

Biểu hiện gen mong muốn

Chuyển vào tế bào

đíchAND tái tổ hợp

VectorSinh vật cho gen

 Ba giai đoạn của kĩ thuật cấy gen

Tách ADNnst

tb cho

ADN tái tổ hợp

Tách plasmit

Chuyển ADNtth vào tb nhận

Enzim cắt

Enzim cắt

Khái niệm Các bước của kỹ thuật cấy gen

và tách plasmid

ra khỏi tế bào vi khuẩn.

Cắt và nối đoạn ADN của tế bào cho và ADN

plasmid ở những điểm xác định tạo nên

ADN tái tổ hợp.

• Việc cắt nhờ enzim cắt (restrictaza)

• Việc nối nhờ enzim nối (ligaza)

Chuyển ADN tái tổ hợp vào

tế bào nhận và tạo điều kiện cho gen đã ghép được biểu hiện.

(tự nhân đôi, sao mã, dịch

mã tổng hợp protein)

B1: Tạo ADN tái tổ hợp

Nguyên liệu:

• ADN chứa gen cần chuyển

• Thể truyền : Plasmit (là ADN dạng vòng nằm trong

tế bào chất của vi khuẩn và có khả năng tự nhân đôi độc lập với ADN vi khuẩn) hoặc thể thực khuẩn (là virut chỉ ký sinh trong vi khuẩn)

• Enzim cắt (restrictaza) và enzim nối (ligaza)

• - Dùng enzim nối để gắn chúng tạo ADN tái tổ hợp

B2: Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận

 Dùng muối CaCl2 hoặc xung điện cao áp làm dãn màng sinh chất của tế bào để ADN tái tổ hợp dễ dàng

đi qua màng

• - Bằng các kỹ

thuật nhất định nhận biết được sản phẩm đánh dấu.

• - Phân lập dòng

tế bào chứa gen

3 Ứng dụng của kỹ thuật plasmid trong chăn nuôi thú y

.3.1: Khái niệm sinh vật biến đổi gen

đã được con người làm biến đổi phù hợp với lợi ích của mình

+ Đưa thêm một gen lạ vào hệ gen của sinh vật tạo ra sinh vật chuyển gen.

+ Làm biến đổi 1 gen có sẵn trong hệ gen.

+ Loại bỏ hoặc làm bất hoạt một gen nào đó trong hệ gen.

3.2: Tạo giống động vật chuyển gen

 * Cách tiến hành :

• Lấy trứng cho thụ tinh trong ống nghiệm

• - Tiêm gen cần chuyển vào hợp tử và hợp tử phát triển thành phôi

• - Cấy phôi đã được chuyển gen vào tử cung con vật khác để nó mang thai sinh đẻ

• - Tạo giống bò chuyển gen: có 2 cách

 * Phương pháp vi tiêm:

• Lấy trứng ra khỏi con vật rồi cho thụ tinh trong ống nghiệm.

• + Tiêm gen cần chuyển vào hợp tử (nhân non) và nuôi hợp tử phát triển thành phôi.

• + Cấy phôi vào tử cung con cái khác để nó mang thai và

đẻ bình thường g con vật biến đổi gen

 Phương pháp cấy nhân có gen đã cải biến:

• Nuôi tế bào và bổ sung ADN mang gen cải biến.

• Chọn lọc tế bào thay thế gen.

• Dung hợp với tế bào trứng đã loại nhân.

• Tế bào dung hợp được cấy vào bò mẹ.

 Thành tựu thu được :

• - Chuyển gen prôtêin người vào cừu tạo cừu biến đổi gen sản sinh prôtêin người trong sữa cừu.

• - Chuyển gen hoocmôn sinh trưởng của chuột cống vào chuột bạch chuột bạch biến đổi gen có kích thước và → khối lượng cơ thể gấp đôi chuột bình thường cùng lứa.

Sơ đồ tạo động vật chuyển gen

Chuột chuyển gen horrmone sinh

trưởng (bên phải) và chuột đối chứng (bên trái)

 Dê chuyển gen cung cấp sữa người

Ưu điểm lớn nhất của của dê là thời gian mang thai của chúng chỉ bằng nửa thời gian mang thai của bò Hơn nữa, dê đạt đến tuổi có thể vắt sữa được nhanh hơn bò đến 3 lần Chúng ít bị bệnh tật hơn và dù bị bệnh thì bệnh của chúng cũng khác với bệnh của người".

Elba, thỏ chuyển gen protein huỳnh quang màu xanh lá cây

3.3 Tạo giống cây trồng biến đổi gen

 Tạo ADN tái tổ hợp: tách thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế bào

 - Xử lí plasmit và ADN chứa gen cần chuyển bằng enzim cắt restrictaza

 - Nối đoạn vừa cắt vào plasmit nhờ enzim ligaza

 - Tái sinh cây từ tế bào nuôi cấy à cây có đặc tính mới

3.4 Tạo giống vi sinh vật biến đổi gen

 Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người

 - Insulin là hormone của tuyến tụy có chức năng điều hòa glucose trong máu Trường hợp insulin do cơ thể sản xuất không đủ hoặc mất chức năng sẽ gây bệnh tiểu đường do glucose bị thải ra qua

nước tiểu.

 - Gen tổng hợp insulin được tách từ cơ thể người và chuyển vào vi khuẩn E.coli bằng plasmid Sau đó, nuôi cấy vi khuẩn để sản xuất insulin trên qui mô công nghiệp đáp ứng nhu cầu chữa bệnh cho con người

 Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất somatostatin

 - Somatostatin là loại hormone đặc biệt được tổng hợp từ não

động vật, có chức năng điều hòa hormone sinh trưởng và insulin đi vào máu

 - Bằng công nghệ gen hiện nay đã tạo được chủng E.coli sản xuất somatostatin

 Mục tiêu tạo động vật chuyển gen:

hơn

ngành công nghiệp dược phẩm (như nhà máy sinh học sản suất thuốc cho con người)

quản tốt hơn.

III Kết Luận:

Nhờ có kỹ thuật chuyển gen mà chúng ta có ta

có thể tạo ra được những giống vật nuôi có thể sinh trưởng nhanh, cho chất lượng sản phẩm tốt và chất lượng rồi dào.

Đáp ứng được những nhu cầu ngày càng tăng

của con người, cả về số lượng và chất lượng.

Đem lại nguồn thu nhập khổng lồ cho người

nông dân từ chăn nuôi (sản lượng thịt, trứng, sữa…tăng,hàm lượng các chất cần thiết tăng, thêm nhiều chất quí…).

V Tài liệu tham khảo:

- Giáo trình môn kỹ thuật di truyền.

- Công nghệ chuyển gen ( động vật, thực vật – Trần Quốc Dung).

Cảm ơn quí thầy cô

và các bạn

đã chú ý lắng nghe!