ảnh hưởng của công nghệ chuyển gen với đa dạng sinh học động vật

2.Công nghệ tạo động vật chuyển gen2.1 Các phương pháp chuyển gen vào tế bào động vật 1.Phương pháp hấp thụ ngẫu nhiên ADN 2.Phương pháp thấm điện 3.Phương pháp sử dụng vector là virus 4

ẢNH HƯỞNG CỦA CÔNG NGHỆ CHUYỂN GEN VỚI ĐA DẠNG SINH HỌC ĐỘNG VẬT

Nhóm 2:

Phạm Đức Quý Hoàng Thị Mơ Phùng Thị Hường

Nội dung tiểu luận

I.Khái quát chung về động vật chuyển gen và công nghệ chuyển gen

II.Ảnh hưởng của công nghệ chuyển gen tới ĐDSH động vật

I Khái quát chung về động vật chuyển gen và công nghệ chuyển gen

2.Công nghệ tạo động vật chuyển gen

2.1 Các phương pháp chuyển gen vào tế bào động vật

1.Phương pháp hấp thụ ngẫu nhiên ADN

2.Phương pháp thấm điện

3.Phương pháp sử dụng vector là virus

4.Phương pháp vi tiêm

1.Phương pháp hấp thụ ngẫu nhiên ADN là sự hấp thụ ngẫu nhiên hỗn hợp cADN vào tế bào động vật theo cơ chế hấp thu của hiện tượng thực bào

2.Phương pháp thấm điện

Phương pháp thấm điện: dùng xung điện thế cao để giúp ADN ngoại lai xâm nhập vào bên trong tế bào và ghép vào NST của tế bào.

Sơ đồ bố trí mạch cơ bản của máy xung điện

3.Phương pháp PP sử dụng vector là virus

Phương pháp sử dụng vector là virus : như retrovirus (virus có nhân là ARN) có khả năng ghép vào NST của tế bào động vật chủ Có thể sử dụng virus này làm vector chuyển gen vào tế bào động vật

Chuyển gen nhờ vector là virus

4.Phương pháp vi tiêm

Phương pháp vi tiêm: tiêm trực tiếp ADN ngoại lai vào nhân tế bào động vật nhờ dụng cụ vi tiêm PP này thường dùng để đưa ADN vào hợp tử hoặc các tế bào phôi sớm

Vi tiêm gen ngoại lai vào tiền nhân của trứng thụ

2 2 Quy trình tạo động vật chuyển gen

Công nghệ tạo động vật chuyển gen là một quá trình phức tạo bao gồm các bước chính sau:

1 Tách chiết, phân lập gen mong muốn và tạo tổ hợp gen biểu hiện trong tế bào động vật

2.Tạo cơ sở vật liệu biến nạp gen

3 Chuyển gen vào động vật4.Nuôi cấy phôi trong ống nghiệm ( đối với động vật bậc cao)

5 Kiểm tra động vật được sinh ra từ phôi chuyển gen

6 Tạo nguồn ĐV chuyển gen một cách liên tục

Hình 4.1: Sơ đồ tạo động vật chuyển

II Ảnh hưởng của CNCG tới ĐDSH động vật

Sự thay đổi về kiểu gen của cơ thể nhận tạo nên tiền đề hình thành nên các loài mới

Ảnh hưởng trực tiếp đến

ĐDSH động vật

A.Ảnh hưởng tích cực

_Công nghệ chuyển gen tạo nên những độc vật biến đổi gen góp phần làm đa dạng sinh học động vât

_Thể hiện :

 Tạo ra những động vật có tốc độ lớn nhanh, hiệu quả sử dụng thức ăn cao

 Tạo ra động vật chuyên sản xuất protein quý dùng trong y dược

 Tạo ra động vật chống chịu được bệnh tật và sự thay đổi của điều kiện môi trường

 Nâng cao năng suất, chất lượng động vật bằng cách thay đổi các con đường chuyển hoá trong cơ thể động vật

 Tạo ra vật nuôi chuyển gen cung cấp nội quan cấy ghép cho người

 Tạo ra động vật chuyển gen làm mô hình nghiên cứu bệnh ở người

 Tạo ra động vật chuyển gen làm mô hình nghiên cứu trong chất độc học:

 Bằng kỹ thuật vi tiêm DNA vào tiền nhân người ta đã tạo ra nhiều động vật chuyển gen như chuột, thỏ, lợn, cừu, bò, gà, cá

Người ta đã chuyển khá nhiều gen lạ có nguồn gốc từ người, động vật, thực vật và vi sinh vật vào các loại động vật như chuột, thỏ, cá và các loại vật nuôi như bò, cừ, dê, lợn , gà, chim thậm chí cả vào muỗi.

Một số thành tựu trong lĩnh vực tạo động vật chuyển gen:

a) Trong nghiên cứu cơ bản

) Trong sinh học phân tử, động vật chuyển gen được sử dụng để phân tích sự điều hoà biểu hiện của gen

) Nghiên cứu trong di truyền học phát triển ở động vật có vú

Phôi thai chuột khi chuyển gen

Gà chuyển gen

Hình 4.9: Gà chuyển gen để nghiên cứu quá trình phát triển phôi

Chó phát sáng trong đêm

Chó Rubby dưới ánh sáng ban ngày (trái) và dưới ánh sáng có tia cực tím (phải)

Hậu duệ đời đầu của "Ruppy".

Những động vật chuyển gen phát sáng khác

Click to edit Master text styles

Click to edit Master text styles

b) Trong nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm Khắc phục những trở ngại của phương pháp cải tạo giống cổ truyền

Tính trạng đã được chuyển gen ở động vật :

Tính trạng năng suất :

- Gen tăng cường tính trạng năng suất như: Khả năng

chuyển đổi thức ăn cao, tăng chất lượng thịt sữa, lông và

giảm mỡ

- Các tính trạng này đều có sự di truyển đa gen nên rất khó

- Hi vọng trong tương lai khi xác định được trình tự nucleotit

của bộ gen động vật thì có thể cải thiện các tính trạng này

Lợn chuyển gen siêu nạc

Gen hoocmon tăng trưởng

• Nhiều gen mã hóa cho hoocmon tăng trưởng được

chuyển vào động vật nuôi để tăng trọng nhanh

• Tuy nhiên lơn chuyển gen mang nhiều bệnh

Cá chép ( Common carp ) chuyển gen hormone sinh trưởng

Cá hồi chuyển gen hormone sinh trưởng (phải)

và cá hồi đối chứng (trái)

Kích thước tăng trưởng cơ:

• Ở gà có gen cSKI kích thích tự tạo thành cơ nhanh hơn bình thường và giảm mỡ

• Việc đưa gen này vào lợn sẽ tạo giống nhiều thịt , ít mỡ

• Thực tế đã tạo ra 5 con lợn có mức tăng trưởng cao hơn bình thường nhưng lại có chân yếu và cơ trơn yếu

Tăng năng suất tạo lông ( cừu):

• Nếu cho cystein vào cơ thể cừu bằng thức ăn hoặc tiêm dưới da thì không làm tăng năng suất lông

• Hi vọng trong tương lại các con cừu mang gen hấp thụ cystein từ vi khuẩn E.coli

c) Trong y học

Tạo các biệt dược phẩm, mô và phủ tạng thay thế cho người

_Đã tạo ra con cừu chuyển gen mà trong sữa có chứa

protein lactofein có tác dụng như chất kháng sinh

_ Dê chuyển gen mà trong máu của chúng chứa chất

antitrombine có chức năng điều hoà sự đông máu

_ Ngày nay phủ tạng lợn dễ tìm và có kích thước tương tự

như của người nên được sử dụng nhiều để ghép nội

tạng

• Tạo côn trùng kháng các tác nhân gây bệnh cho người.

Chuyển gen vào muỗi để chống lại bệnh sốt rét với 2 hướng:

1 Tạo muỗi có khả năng đề kháng với ký sinh trùng sốt rét.

2 Tạo muỗi mẫn cảm với với ký sinh trùng sốt rét.

• Làm mô hình thí nghiệm nghiên cứu các bệnh ở người để nhanh chóng tìm ra

các giải pháp chẩn đoán và điều trị các bệnh hiểm nghèo

ĐV chuyển gen

Dược phẩm/ protein Sử dụng

Máu và hệ tuần hoàn

Lợn Hemoglobin ở người Tạo ra 3 lợn chuyển gen từ phôi 1ngay tuổi.Gen được chuyển tạo ra hemoglobin của người có KN vận

chuyển oxi bình thường.

Cừu,lợn, bò Chống đông máu

VIII,IX

Điều trị bệnh ưa chảy máu và giảm nguy cơ PƯ truyền máu

Cừu, bò Fibrinogen Điều trị vết thương

Bò Albumin huyết thanh

người

Duy trì thể tích máu và chống sốc khi mất máu.

Dê Chống đông máu

nhóm III

Xuất hiện thường xuyên trong cơ thể, có vai trò chống đông máu.cty CNSH massachusess đã tạo ra dê chuyển gen này, hàng năm tạo ra 500-800l/con

Cừu Alpha-1-antitripsin Thiếu hụt dẫn tới hội chứng “Emphysema” Protein này giúp tăng quá trình vận chuyển

qua màng của dưỡng khí và chất thải Các nhà KH ở Scottlen đã tạo ra cừu biến đổi gen sản xuất >35g alpha-1-antitripsin trong 1 lít sữa=1/5 nhu cầu điều trị cho 1 bệnh nhân/năm

Cừu,dê,lợn Yếu tố hoạt hoá

plasminogen của mô bào

Enzyme chống đông vón sử dụng điều trị một số bệnh tim mạch, ngẽn mạch

Điều trị và phòng chống lây nhiễm.

Dê Pro 542 Điều trị HIV

Dê, cừu Yếu tố vận chuyển

xuyên màng

Bò Alpha-lactabumin Chống nhiễm trùng

Bò colagenI và II Sửa chữa mô bào, điều trị thấp khớp

Kháng thể

Gà Kháng thể, dinh

dưỡng ,protein máu

Trứng với hàm lượng dinh dưỡng phù hợp với nhu cầu con người

Chuột Kháng thể người Kháng thể động vật có phản ứng quá mẫn nhưng

kháng thể người được tổng hợp từ chuột thì không.

Gà, bò, dê Kháng thể đơn dòng Các loại vaccine được tạo ra như vaccine viêm gan B.

Các loại khác

Dê Protein chống sốt rét Sữa dê có chứa 1 loại protein giống với protein của ký sinh trùng số rét, vì vậy

sữa này có thể được dùng như một loại vaccine chống bệnh sốt rét

Thỏ Alpha-glucosidase Chống bệnh Pompe’s, bệnh rối loạn tế bào gan-> không có khả năng chuyển hoá

glycogen –> đái đường

Bò Lactoferin

Dê Acide glutamic

decarboxylase

Điều trị tiểu đường nhóm 1

Chuột Hoocmon sinh

trưởng ở người

Ngoài ra còn một số khi chuyển gen vào động vật lấy sữa có thể thu được sữa có thành phần

thay đổi hay mang protein kháng khuẩn:

Ở Mỹ chuyển gen cho dê Alpine để sản xuất sữa chứa protein đặc hiệu điều trị ung thư: BR96.

dược liệu protein liên quan đến máu được quan tâm nhiều và quan trọng

d) Trong công nghiệp

 Sản xuất các vật liệu đặc biệt

 Ðộng vật chuyển gen làm đối tượng để thử nghiệm an toàn hoá học

B Ảnh hưởng tiêu cực

An toàn sinh học sau chuyển gen

Nhìn lại dưới góc độ tiến hoá,chuyển gen nhân tạo làm đảo lộn dòng gen trong tự nhiên, dễ sinh

ra một sự ưu chuyển dòng gen hỗn độn trong tự nhiên mà con người khó kiểm soát hết được, gây hiểm họa cho môi trường sinh thái và bệnh ung thư tiềm ẩn

 Có thể tạo ra các động vật có khả năng sinh sản thấp, nếu lai với động vật tự nhiên có thể làm giảm khả năng sinh sản, giảm số lượng, đe doạ

sự tồn tại của loài

Trong khi đó, những ứng dụng trong y học của động vật chuyển gen dễ dàng được chấp nhận hơn bởi đó là giải pháp ít rủi ro Trong tương lai không xa, các nhà khoa học hy vọng sẽ làm tăng nhận thức của công chúng và sự chấp nhận những sản phẩm chuyển gen

Động vật chuyển gen đã và đang trở thành một xu hướng nghiên cứu và phát triển thay vì chỉ cung cấp thực phẩm đơn thuần, phục vụ nhu cầu ngày càng cao của con người.

YOU