Tạo giống bằng công nghệ gen (Tiết 2)

Tạo giống vi sinh vật:Đối tượng vi sinh vật đầu tiên được chuyển gen để sản xuất các prôtêin chữa bệnh cho con người là vi khuẩn E..  Sản xuất vi khuẩn ở quy mô công nghiệp => Tổng hợp

Bài 26: Tạo giống bằng công nghệ gen (Tiếp theo)

IV Tạo giống vi sinh vật:

Đối tượng vi sinh vật đầu tiên được chuyển gen để sản xuất các prôtêin chữa

bệnh cho con người là vi khuẩn E Coli,

nấm men

Thể truyền thường dùng: plasmit

Ứng dụng: Tạo insulin, hooc môn tăng trưởng của người (hGH)…

1 Tạo chủng vi khuẩn E coli

sản xuất insulin ở người:

- Insulin là hoocmôn điều hòa glucôzơ trong máu, do tuyến tụy tiết ra

- Khi hàm lượng insulin trong máu giảm hoặc mất chức năng thì gây ra bệnh đái thái đường, glucôzơ sẽ bị thải ra qua nước tiểu

Quy trình chuyển gen mã hóa insulin:

 Tách gen tổng hợp isulin từ cơ thể người

 Sử dụng thể truyền là plasmit chuyển

ADN tái tổ hợp vào vi khuẩn E Coli.

 Sản xuất vi khuẩn ở quy mô công nghiệp => Tổng hợp nhiều insulin => Đáp ứng nhu cầu con người

Chuyển ADN tái tổ hợp nhờ virut

Sơ đồ sản xuất insulin.

2 Tạo chủng vi khuẩn E coli sản xuất somatostatin:

 Somatostatin là hoocmôn do vùng dưới đồi thị tiết ra

 Chức năng: Điều hòa hoocmôn sinh trưởng và insulin vào trong máu

Quy trình chuyển gen mã hóa stomatostatin:

 Gen mã hóa somatostatin được tổng hợp in vitro (trong ống nghiệm)

 Gắn gen này vào ADN plastmit và đưa vào vi khuẩn

 Hiệu quả: 7.5 lít dịch nuôi E coli có ADN tái tổ hợp trên sản xuất được 5mg somatostatin

=> Bằng 500 000 con cừu!!!

V Tạo giống ở thực vật:

Những thành tựu:

Về phương pháp:

 Chuyển gen bằng plasmit (Vd: Ti-plasmit)

 Bằng virut (Vd: virut đốm thuốc lá)

 Trực tiếp qua ống phấn

 Dùng súng bắn gen

 Kĩ thuật vi tiệm ở tế bào trần (pro-toplast)

Các thành tựu:

Về một số tính trạng được chuyển gen:

 Sản xuất các chất bột - đường với năng xuất cao

 Sản xuất các loại protein trị liệu, các kháng thể, chất béo

 Rút ngắn thời gian tạo giống

1 Cà chua chuyển gen

 Êtylen là chất chế sinh trưởng, gây quả chín nhanh, làm rụng lá quả

⇒ Gây bất hoạt gen mã hóa êtylen sẽ tạo giống

cà chua có thể kéo dài thời gian chín => Có thể vận chuyển đi xa hoặc để lâu mà không bị hỏng.

 Chuyển gen kháng virut cho cây cà chua: Giảm sử dụng thuốc hóa học, hạn chế ô nhiễm môi trường.

Cây cà chua chuyển gen kéo dài thời gian chín,

làm chậm quá trình nhũng quả.

Cây cà chua chuyển gen kháng vi rút (bên trái) trong khi cây không

được chuyển gen mẫn cảm với vi rút CMV (Cucumber mosaic Virus)

Cà chua chuyển gen kháng sinh vật ký sinh

Cà chua đối

chứng

2 Lúa chuyển gen tổng hợp

β – caroten

Các loại củ quả thực phẩm

có nhiều caroten: Cà rốt, cà

chua, đu đủ

Chuyển gen mã hóa β –

caroten vào giống lúa bình

thường bằng công nghệ gen

tạo ra giống lúa có chứa

nhiều caroten trong hạt, hạt

có màu vàng

 β – caroten sau quá trình

tiêu hóa ở cơ thể người sẽ

chuyển hóa thành vitamin A

Hạt gạo biến đổi gen

Các loại cây khác:

Cây đu đủ được chuyển gen kháng bệnh vi rút (trái) và 2 cây đối chứng (phải) nhiễm vi rút, Có khả năng kháng vi rút CMV Được đánh giá là góp phần vào việc phục hồi nền công nghiệp

Cây bông chuyển gen Bt kháng sâu bệnh ( bên phải ) và cây bông không chuyển gen Bt mẫn cảm với

sâu bệnh ( bên trái )

VI Tạo giống động vật:

Phương pháp:

tử ở giai đoạn nhân non.

gốc rồi cấy trở lại vào phôi.

Bơm đoạn ADN vào tinh trùng và tinh trùng

sẽ mang đoạn ADN này vào tế bào trứng khi trứng thụ tinh.

hợp.

Chuyển AND tái tổ hợp vào trứng thụ tinh bằng phương pháp vi tiêm

Đặc điểm của động vật biến đổi gen:

+ Có năng xuất và chất lượng sản phẩm

cao hơn

+ Có thể sản xuất ra thuốc chữa bệnh

cho con người như: tạo giống cừu sản

xuất protein huyết thanh của người

Sản xuất ra protein C chữa bệnh máu

vón cục ở người…

1 Tạo giống cừu sản xuất prôtêin ở người:

Quy trình:

- Chuyển gen tổng hợp prôtêin huyết thanh của ngưòi vào cừu

- Prôtêin huyết thanh người được cừu sản xuất và tiết vào sữa

Tác dụng:

Tách prôtêin từ sữa chế biến thành thuốc chống u

xơ tử cung và một số bệnh

hô hấp ở người

2 Tạo giống bò chuyển gen:

 Phương pháp vi tiêm:

Trứng được thụ tinh trong ống nghiệm Sau đó tiêm dung dịch chứa AND vào nhân non hình thành phôi, cuối cùng cấy phôi vào bò mẹ.

 Phương pháp chuyển gen đã cải biến:

+ Nuôi cấy tế bào cải biến gen.

+ Gen cải biến thành tái tổ hợp trong tế bào nuôi.

+ Chọn lọc tế bào đã cải biến.

+ Dung hợp với các tế bào trứng đã bị loại nhân

và cấy vào bò mẹ.

Phương pháp:

Thụ tinh in vitro Trứng

thụ tinh Tế bào chất

Nhân non Dung dịch chứa AND tiêm

vào nhân non

Hình thành phôi

Cấy vào ống dẫn trứng của bò mẹ

Nuôi cấy tế bào

Gen cần cải biến Cải biến lại gen

Gen cải biến bằng tái tổ hợp trong tế bào nuôi

Chọn lọc

tế bào đã cải biến Dung hợp với tế bào trứng đã

bị loại nhân và cấy vào bò mẹ

Ví dụ:

Bò được chuyển gen sản xuất r-prôtêin của người và gen này biểu hiện ở tuyến sữa, có thể cho sản phẩm với số lượng lớn

Từ sữa có sản phẩm này qua chế biến sản xuất ra pr ô tê in C chữa bệnh máu vón cục gây tắt mạch máu ở người

Đánh giá ưu điểm phương pháp tạo giống bằng kĩ thuật gen

 Khả năng tái tổ hợp thông tin di truyền giữa các loài đứng xa nhau trong bậc thang phân loại mà lai hữu tính không làm được.

 Tạo các giống cây trồng, vật nuôi cũng như vi sinh vật cho sản phẩm mong muốn, có số lượng và chất lượng sản phẩm cao.

 Đặc biệt có thể sản xuất thuốc chữa bệnh cho con người.

Các loài động vật khác có chuyển gen

Cá hồi chuyển gen hoocmôn

sinh trưởng (phải)

và cá hồi đối chứng (trái)

Lợn siêu nhỏ - Làm cảnh

Mặt trái