Bài giảng di truyền phân tử ứng dụng chăn nuôi

Thông tin chứa đựng trong vật chất di truyền phải được sử dụng để sinh ra những phân tử cần cho cấu trúc và hoạt động của tế bào.. CHƯƠNG 1 CƠ SỞ VẬT CHẤT CỦA DI TRUYỀN1.4.2 Cơ chế chung

Trang 1

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ VẬT CHẤT CỦA DI TRUYỀN

1.2 CƠ SỞ HÓA HỌC CỦA VẬT CHẤT DI TRUYỀN

1.2.1 Cấu trúc của axit nucleic

Đường pentose Các bazơ nitơ

Các thành phần của nucleotide, chuỗi polynucleotid

Trang 2

Vật chất di truyền đóng vai trò quan trọng trong toàn bộ quá trình sinh trưởng và phát triển của sinh vật Cho nên để là phân tử mang vật chất di truyền thì phải có những đặc điểm cơ bản sau:

Chứa đựng thông tin ở dạng bền vững

Được sao chép một cách chính xác để thông tin di truyền của thế hệ sau giống như thế hệ trước

Thông tin chứa đựng trong vật chất di truyền phải được sử dụng để sinh ra

những phân tử cần cho cấu trúc và hoạt động của tế bào

Vật chất di truyền phải có khả năng bị biến đổi

Trang 3

Các Nucleotid nối với nhau trong mạch polynucleotide

Trang 4

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ VẬT CHẤT CỦA DI TRUYỀN 1.2.2 Chuỗi xoắn kép DNA

Chuỗi xoắn kép DNA Nguồn: David Sadava and et al, Life: the science of biology - 8th edition

Trang 5

Mô hình chuỗi xoắn kép DNANguồn: Bruce Alberts and et al, Molecular

biology of the cell 5th edition

Trang 6

Một số dạng xoắn của phân tử DNA Nguồn: Harvey Lodish and et al Molecular Cell Biology 6 th edition

Trang 7

1.4 SAO CHÉP DNA

1.4.1 Thí nghiệm của M Meselson và F.Stahl

Năm 1957 J Stent và M Delbruck đã đưa ra kiểu sao chép DNA có thể có:Kiểu bảo toàn

Kiểu nửa bảo toàn (bán bảo toàn)

Kiểu phân tán

Trang 8

Hình 1-26 Các kiểu sao chép DNA Nguồn: Neil A Campbell, Jane B

Reece, Biology - 8th edition

Trang 9

Trang 10

1.4.2 Cơ chế chung của quá trình sao chép

1.4.2.1 Nguyên tắc chung

Các liên kết hydro có vai trò ổn định cấu trúc xoắn và gắn hai mạch nucleoitvới nhau phải được phá vỡ tách thành 2 mạch để tạo ra mạch đơn cho quá trìnhsao chép

Phải có đoạn mồi DNA hoặc RNA bắt cặp với mạch đơn làm khuôn mẫu

Có đủ 4 loại deoxynucleotid triphosphat

Mạch mới luôn tổng hợp theo hướng 5’P->3’OH

Các nucleotid mới được nối với nhau bằng liên kết cộng hoá trị để tạo ra mạchmới

Trang 11

1.4.2.2 Các yếu tố tham gia vào quá trình sao chép

Enzym DNA helicase

Protein SSB (Single Strand DNA Binding Protein-các P bám chuỗi DNA đơn)

Các primer

DNA polymease: có 3 loại DNA polymeraseI, II và III

DNA polymease I có chức năng thay thế các RNA primer bằng trình tự các Nucleotid của DNA.

DNA polymease II chức năng chính là sửa chữa những DNA bị tổng hợp sai.

DNA polymease III là enzym có vai trò quan trọng trong việc tổng hợp kéo dài chuỗi DNA mới bằng cách bám vào sợi khuôn mẫu lắp các Nu

bổ sung vào vị trí tương ứng

Enzym ligase

Trang 12

1.4.2.3 Quá trình sao chép DNA

Hình 1-28 Mô hình quá trình sao chép của phân tử DNA

Nguồn: Neil A Campbell, Jane B Reece, Biology - 8th edition

Trang 13

Hình 1-29 Các đơn vị sao chép Nguồn: Neil A Campbell, Jane

B Reece, Biology - 8th edition

Trang 14

Di truyền phân tử ứng dụng trong

chăn nuôi1.3 Phiên mã

Trang 15

chăn nuôi

Trang 16

chăn nuôi

1.4 Mã di truyền

Trang 17

chăn nuôi

• Mã di truyền mang tính phổ biến

• Mã di truyền mang tính thoái hoá, trừ 2 mã AUG và UGG, có nghĩa là nhiều bộ ba mã hoá cho cùng một loại axit amin

• Mã di truyền có những bộ ba khởi đầu và kết thúc đặc hiệu

• Mã lỏng lẻo (tính linh hoạt -wobble)

Trang 18

chăn nuôi

1.5 Điều hoà phiên mã

1.5.1 Hệ thống kiểm tra operon lactose

Trang 19

chăn nuôi

1.5.2 Hệ thống kiểm tra operon tryptophan

Trang 20

Di truyền phân tử ứng dụng trong chăn nuôi

2.6 PHẢN ỨNG CHUỖI TRÙNG HỢP (PCR)

• Năm 1984, K.Mullis

• Các bước của phản ứng PCR

Giai đoạn biến tính tách hai mạch

Giai đoạn bắt cặp mồi

Giai đoạn tổng hợp sợi DNA mới

Trang 21

chăn nuôi

Trang 22

chăn nuôi

Thành phần của phản ứng PCR

+ DNA khuôn (đoạn DNA cần được khuyếc đại)

+ Mồi xuôi và mồi ngược

+ Enzyme Taq DNA polymease

+ Bốn loại nucleotid đã được hoạt hoá (dNTP)

Trang 23

chăn nuôi

• Ứng dụng

+ Phương pháp này để tách dòng những đoạn DNA đặc hiệu, giúp cho việc phát hiện các đột biến, cho phép phân tích kiên kết gen, giúp cho nghiên cứu quá trình tiến hoá ở mức độ phân tử, có thể phục hồi những gen đã tồn tại cách hàng triệu năm

+ Trong chọn giống vật nuôi cây trồng thì nhờ phương pháp này

mà có thể chọn lựa được cặp bố mẹ làm giống một cách nhanh hơn nhiều so với các phương pháp khác.

Trang 24

chăn nuôi

+ Đối với y học có thể chuẩn đoán nhanh, chính xác nhiều bệnh từ vi khuẩn đến virus, chuẩn đoán sớm và theo dõi điều trị ung thư.

+ Trong tư vấn di truyền y học, cho phép chuẩn đoán nhanh, chính xác các bệnh di truyền, chuẩn đoán trước sinh, các di tật bẩm sinh.

+ Trong khoa học hình sự có thể chuẩn đoán nhanh chính xác tội phạm từ một sinh phẩm của thủ phạm để lại tại hiện trường, xác định chính xác các quan hệ huyết thống

Trang 25

CHƯƠNG 4 PHƯƠNG PHÁP GIẢI TRÌNH TỰ

2.7 XÁC ĐỊNH TRÌNH TỰ NUCLEOTIDE PHÂN TỬ DNA

2.7.1 Phương pháp Maxam -Gilbert

Phân tử DNA sợi kép được đánh dấu phóng xạ bởi 32 P tại đầu 5 ’ hoặc đầu 3’ của mỗi sợi, các sợi được làm biến tính, tách nhau ra và tinh sạch để cho một tập hợp các sợi được đánh dấu cho các phản ứng xác định trình tự

Các đoạn này DNA đánh dấu phóng xạ được chia làm 4 nhóm mỗi nhóm chịu một xử

lý hoá học riêng và làm để đứt gãy chuỗi nucleotide tại vị trí nucleotide đó.

Xử lý Methyl hoá (bằng dimethyl sunfate) làm cho mạch gẫy ở G, xử lý ở pH =2 làm đứt ở A hoặc G, xử lý bằng hydrazine làm đứt ở C và T, nếu ở nồng độ cao thì ở C.

phân tích các sản phẩm của 4 nhóm xử lý bằng phương pháp điện di sau quá trình chạy điện di các băng trên gel được biểu hiện thông qua một bản phóng xạ tự ghi Dựa vào bản phóng xạ tự ghi có thể xếp các đoạn DNA theo thứ tự ngắn đến dài điểm mốc chuẩn là đầu 5 ’ Tổng hợp các kết quả của 4 nhóm thì xác định được trình tự đoạn DNA.

Trang 26

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ DI TRUYỀN PHÂN TỬ

2.7.2 Phương pháp xác định trình tự của Sanger

Phương pháp này do Fed Sanger và Alan Coulson hoàn thiện vào năm 1977.Phương pháp này dựa trên các khả năng tự nhiên enzym DNA polymerase đểtổng hợp các đoạn DNA Khởi đầu cho việc giải trình tự theo phương phápnày một đoạn mồi được lai bổ xung với trình tự đoạn DNA để khởi đầu choquá trình sao mã

Trang 27

Nguồn: Molecular Biology and Biotechnology Fourth Edition John M Walker and Ralph Rapley

Trang 28

2.7.3 Đọc trình tự DNA tự động bằng đánh dấu huỳnh quang

Trong phản ứng tạo chuỗi kết thúc mỗi loại ddNTP được đánh dấu với mỗi loạithuốc nhuộm huỳnh quang khác nhau ví dụ thuốc nhuộm huỳnh quang cho màu

đỏ được đánh dấu cho ddTTP, màu xanh cho ddATP, màu tím cho ddCTP và màuđen cho ddGTP

Các sản phẩm của ống phản ứng đều cùng được chạy trên 1 làn điện di mỗi sảnphẩm với thuốc nhuộm đặc hiệu sẽ được đọc một cách chính xác bằng đầu đọclaser từ đó máy tính sẽ cho ra trình tự của phân tử DNA

Trang 29

Nguồn: Neil A Campbell, Jane B Reece,

Biology - 8th edition

Trang 42

Nguy

Trang 43

RF

Tiêu đề	Bài giảng di truyền phân tử ứng dụng chăn nuôi
Trường học	University of Biology and Agriculture, Vietnam
Chuyên ngành	Chăn nuôi
Thể loại	Bài giảng

Định dạng
Số trang	77
Dung lượng	3,22 MB