BÀI GIẢNG SINH học PHÂN tử và tế bào THỰC vật cơ

Sự điều hòa biểu hiện gen ở Eucaryote Phát triển là quá trình kiêm soát sự biễu hiện gen, quá trinh điều hòa phức tạp về cơ chế, cơ bản có 5 mức độ: 1- Sự xoắn của NST Chromatin Packin

CO’ SO’ PHAN TU’ CUA SU’ PHAT TRIEN

THUC VAT

Sự điều hòa biểu hiện gen ở Eucaryote

Phát triển là quá trình kiêm soát sự biễu hiện gen, quá trinh điều hòa phức tạp về

cơ chế, cơ bản có 5 mức độ:

1- Sự xoắn của NST (Chromatin Packing)

2- Kiểm soát sự phiên mã (Transcriptional Control) 3- Điều hòa hậu phiên mã (Posffranscriptional)

[Nhan té bao (Nuclear levels)]

4- Kiém soat su giai ma (Translational Control) 5- Dieu hoa hau giai ma (Posttranslational Control)

[Cytosol (Cytoplasmic levels)]

Tl eee eee Thee Lees Te

Lee PD The Ate 60d Cet os Mem mmes egeret he mertcte » tate

6 ( m9 s2 =+wvd04% ví (2vxz*sg9<

Ti eee eee theese, Test em

~~ =

Sự điêu hòa phiên

protein này luôn hiện

diện trong tế bào và

bám vào enhancer

của DNA khi phân tử

DNA có tín hiệu phiên

Dieu hòa sau phién ma (Posttranscriptional control)

- Loai bo introns

- mRNA rời khỏi nhân té bào

- Có thê kiếm soát tốc độ di chuyễn của mRNA ra cytosol (điều hòa số lượng và sản

phâm)

Processina of MRNA Transcripts

mtron oxon intron exon

mRNA tail mRNA tai

HNÀ | splicing RNA | splicing

QD ve protem product 1 protein product 2

Ti eee eer tte Lee, TesT «

starts here AUG Crandatrona! tat ote) Teandatona top ote

Điều hòa giải ma (Translational Control)

Quá trình kiêm soát và xác định mức

độ mRNA được mã hóa thành protein bao gồm kiểm soát sự hiện diện của 5’-CAP,

3’-polyA và ảnh hưởng của sự hoạt động

protein sản phẩm trong quá trình giải mã

i w Control of Gene Expression in Eukaryotes

11

12 Thyroxin Chất nhận thyroxin \ v

Điều hòa trans ¿ TRE / Mang SW DŨNG

Summary of Gene Expression

Ti eee eer rte Lee, TEST &

Mô hình hormon (động vật)

Protein liên kết Adrenalin rl AMPc~r | T với ÁMPC

H phosphatidilinasitol bisP (PIP)

i CE> inositol triP (P,)

Yếu tố đáp ứng (RE: responsive element) của hormon

thực vật: GARE, ABRE, ERE (GCCGCC)

Mô hình hoạt động của auxin

Biểu hiện gen trong quá trình sinh phôi

Nguyên tắc nghiên cứu sự biểu hiện gen

trong quá trình sinh phôi là thu thập

các biểu hiện đột biến và phân tích

thaliana)

Có khoảng 3.500 gen cần cho sự phát triển

phôi hoàn chỉnh, trong đó khoảng 40

gen liên quan trực tiếp quá trình, (nếu

đột biến sẽ có biểu hiện khiếm khuyết

của phôi)

el el

~~ =

18

Các kiểu đột biến theo trục dọc cây mầm

Ti eee ee Thee Lee, TEST &

Cây hoang dại: hợp tử kéo dài, phân

chia lan 1 cho tế bào ngọn nhỏ (phôi)

và tế bào gốc lớn (dây treo), sau đó

luôn theo các hướng xác định

Đột biến gnom: hợp tử ít kéo dài,

phân chia lần 1 cân xứng, sau đó

không theo hướng xác định

Tews eer rte Sess Test ow

~~ =

Phôi hoang dại có 2 tang ở

giai đoạn 8 tế bao: tang

trên cho tử diệp + chổi;

tầng dưới cho trụ hạ diệp +

rễ (D>

Đột biến monopferos (mp):

4 tầng phân chia kiểu tầng

trên của phôi dại -—> thiếu

trụ hạ diép & ré > gen mp

kiểm soát tạo trụ hạ diệp &

rễ

Vì sao đột biến ønom khôngcó rễ?

Gene gnom

4 Sản phẩm X ()

Nhận xét về quá trình sinh phôi:

(1) Sự biểu hiện gene xảy ra theo một trình tự

xac dinh: gnom > mp —> stm

(2) Kéo dài tế bao theo hướng và vị trí đúng của

mặt phẳng phân chia tế bào là những yếu tố

đầu tiên kiểm soát sự phát sinh hình thái

(3) Phôi có cấu trúc phân tầng (phân đoạn) ở

(5) Nhờ sự điều hòa (theo thời gian và không

gian), các tế bào dẫn xuất từ hợp tử phân hóa, mất tập tính phân chia và lần lượt cho những cấu trúc hình thái chuyên biệt

(6) Mỗi tế bào soma thừa hưởng toàn bộ thông tin

di truyền của hợp tử, nhưng chỉ có một phần

thông tin được biểu hiện trong tế bào phân hóa

(7) Tiềm năng sinh phôi của tế bào bị đàn áp bởi

các tương quan trong cơ thể nguyên vẹn

(8) Sự tương quan (thuận & nghịch) xuất hiện sớm trong quá trình sinh phôi (tế bào ngọn đàn áp khả năng sinh phôi của tế bào gốc) và có thể giải thích

ở mức phân tử (liên hệ gnom / mp)

Ti eee eee theese, Test em

~~ =

Sự nuôi cốy tế bào vò thu nhộn côy chuyển gen

th:

el ZATION

ae EM PREPARATION

Ti eee eee The Lee, TEST &

KT “Ft «

Overview of the Tissue Culture Process

Ti eee er Thee Lee, TEST &

° Nuôi cấy mô và té bao thu’c vat (Plant cell

and tissue culture) la sự nuôi cây Jn vitro

té bao và mô thực vật

° Ky thuat nay co tinh ung dung cao trong VIỆC tạo các mẫu chuẩn sử dụng cho các nghiên cứu sinh lý, sinh hóa, di truyên hay

cấu trúc thực vật

°ồ Đây là phương tiện hữu hiệu trong vi nhân

(micropropagation)

Ti ewe eer Tite Dee, TesT «=

Chuyén gen thuc vat (Transgenic Plant)

là một trong những lĩnh vực đang được dau tư và phát triên Sự kết hợp sử dụng các thé chuyển như vi khuẩn, súng bắn gen cùng với nuôi cây tế bào (hay đồng nuôi cay) đã tạo một điêu kiện thích hợp cho sự tái tổ hợp DNA trong cơ thê thực vật

Hiện tượng chuyền gen xảy ra trong tự

nhiên, con người chỉ phát hiện và cải

tiên theo hướng thực dung

Ti eee eee The Dee, TEST

Cac kiéu nudi cay in vitro

e Nudéi cdy doan than (plant culture)

e Nuơi cấy phéi (embryo culture)

e Nuơi cấy co quan (organ culture)

e Nudi cGy mo hay m6 seo (tissue or

callus culture)

e Nuơi cốy dịch treo tế bèo hoy nuơi

cay té bao (cell suspension or cell

culture)

e Nudéi cay TBT (protoplast culture)

e Nuơi cốy thể đơn bội (haploid culture):

hợ† phốn, bơo phốn, noưn, bầu nộn

Ti eee ee Thee Lee, TEST &

Tieee eer rte ees TEST wm

~~

Mét cach tổng quót, sự thu nhộn phôi thể hệ qua 2 giai doan quan trong

Sự tạo tế bào sinh phôi trong mô sẹo hay dịch treo tế bào, giai

đoạn này cần hiện diện của auxin (riêng rẽ hau phối hợp cụt)

Tiến hoá phôi thể hệ với sự giảm hay loại bỏ auxin trong môi

trường nuôi cấy

Tieee eer rte ees TEST wm

~~

~~ =

Phôi ở giai đoạn hai tử diệp Cây con phát triển từ

phôi

T1ìỷỶ sgtrt-.s-s+ rsst +o

~~ =

3 Su chuyén gen 6 thuc vat

“Nuôi cấy tế bào

pia! Adh1 intron?

a Máy hút chân không

Hộp Petri chứa tế bảo địch

NN Chuông chân không

Giá điêu chính khoảng cách

The Golden Rice

¢ Vitamin A deficiency is a major health problem

¢ Causes blindness

¢ Influences severity of diarrhea, measles

¢ >100 million children suffer from the problem

¢ For many countries, the infrastructure doesn't exist to deliver vitamin pills

¢ Improved vitamin A content in widely

consumed crops an attractive alternative

Ti ewe esr rte Sees rst.”

~~ =

B-Carotene Pathway Problem in Plants

The Golden Rice Solution

8-Carotene Pathway Genes Added

is complete performs both functions

4 Cô lập, nuôi cấy va dung hợp tế bào trần

`

Tế bào trần Thủy giải bằng enzim hiên sản

Té bao tran cé lap tw 14 Khoai tay (Solanum tuberosum L.)

Hỗn hop enzym celulaz 0,05%, Pectolyaz 0,025% trong dung dich sorbitol

6%

Ti eee er rte Lee, Test @

Plant Cell Tiss Organ Cult (2007) 90:191-200

Chuối

Phan tich di truyén

Bộ gen nhân: Phần lớn cây lai không bền

nhiễm sắc thể; một số nhiễm sắc thể bị loại

Bộ gen lục lạp: Cây lai chỉ có một kiểu lục lạp [thay bộ gen lục lạp]

Bộ gen tỉ thể gồm nhiều dưới phân tử có

Ti eee eer rte Dee, TesT =

ign tre REE IRN Sơ đồ hệ thống điện

Tuyển chọn các sản phẩm dung hợp

Tuyển chọn ở mức tế bào

Nhuộm sống tế bào trần: fluorescin cho tế

bào này và rhodamin cho tế bào kia

Dùng tế bào A kháng chất A, tế bào B kháng

chất B và tuyển chọn tb kháng đồng thời

A và B

Tuyển chọn ở mức cây tái sinh

Đối với bộ øen nhân, có thể dựa vào các chi

thị hình thái, sinh hóa (isoenzym), phân

tử (dò phân tử, RFLP, RAPD ) và tế bào

(quan sát nhiễm sắc thể ở metaphase)

Ti eee eee The Dee, TEST &

Thi du vé su lai thé hé 6 khoai tay

Dong BF 15 nhay virus & tuyén tring

Điện dung hợp: BF 15 * Aminca (kháng)

Nuôi cấy: mô sẹo và thu nhận cây tái sinh

Kiểu isoenzym malat dehydrogenaz của cây lai BF 15 x Aminca

Ti eee ee The Lee, TEST &

Triển vọng và khó khăn trong sự dung hợp

SMC được đưa vào colza nhờ sự giao với

radis: cây lai khiếm khuyết diệp lục

tố

Lai thể hệ colza bình thường X colza SMC

(nhờ giao với radis)

Ti eee ee The Lee, TEST &

ColzaSMC x Colza bình thường

(ti thé và diép lap radis) (ti thé va diép lap col za)

Dung hop té bao tran

Nuôi cấy tế bào Tuyển chọn cây tái sinh (vô sinh đực, lá xanh

wv

Cây lai tế bảo chất SAAC

(ti thể tái tổ hợp, diệp lạp colza)

Ti eee eee The Dee, TEST