Công nghệ gen là quy trình tạo ra những tế bào hoặc sinh vật có gen bị biến đổi, có thêm gen mới, từ đó tạo ra cơ thể với những đặc điểm mới.. Phương pháp phổ biến hiện nay là tạo ADN t[r]
Trang 1I Khái niệm công nghệ gen
Công nghệ gen là quy trình tạo ra những tế bào hoặc sinh vật có gen bị biến đổi, có thêm gen mới, từ
đó tạo ra cơ thể với những đặc điểm mới
Phương pháp phổ biến hiện nay là tạo ADN tái tổ hợp để chuyển gen: kĩ thuật chuyển gen
Kỹ thuật chuyển gen là chuyển một đoạn ADN từ tế bào cho sang sang tế bào nhận bằng nhiều cách
ví dụ: dùng các thể truyền – vector chuyển gen là plasmit hoặc thực khuẩn thể hoặc dùng súng bắn gen… Trong đời sống có rất nhiều người mắc bệnh tiểu đường, để chữa trị phải nhờ insulin, trước đây insulin giá thành rất cao, những bệnh nhân nghèo gần như không còn hi vọng Ngày nay dưới ánh sáng khoa học, đặc biệt với công nghệ gen đã góp phần cải thiện đáng kể năng suất sản xuất insulin và ngoài ra còn tạo ra được nhiều giống vật nuôi và cây trồng mới có năng suất cao bằng cách tạo ra Prôtêin tái tổ hợp Prôtêin được tạo ra từ ADN tái tổ hợp
II Các bước cần tiến hành trong kĩ thuật chuyển gen
1 Khái quát chung
Quy trình chuyển gen: Gồm 3 bước
Bước 1: Tạo ADN tái tổ hợp
Bước 2: Đưa ADN tài tổ hợp vào trong tế bào
nhận
Bước 3: Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ
hợp
Hình 1 Các bước trong kĩ thuật chuyển gen
Một số khái niệm:
+ ADN tái tổ hợp là ADN được lắp từ các đoạn ADN từ các nguồn khác nhau Thông thường gồm thể
truyền và gen cần chuyển
+ Vectơ chuyển gen: Thông thường là plasmit và thể thực khuẩn Đó là 1 phân tử ADN nhỏ có khả năng nhân đôi độc lập và gắn vào hệ gen của tế bào Để nhân đôi độc lập với tế bào thì vectơ chuyển gen phải
có trình tự khởi đầu tái bản
TẠO GIỐNG MỚI NHỜ CÔNG NGHỆ GEN
(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG)
Giáo viên: NGUYỄN QUANG ANH
Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm với bài giảng Tạo giống mới bằng nhờ công nghệ gen thuộc khóa học
LTĐH KIT-1: Môn Sinh học (Thầy Nguyễn Quang Anh) tại website Hocmai.vn Để có thể nắm vững kiến thức phần
Tạo giống mới bằng nhờ công nghệ gen, Bạn cần kết hợp xem tài liệu cùng với bài giảng này
Trang 2+ Plasmit là ADN dạng vòng có trong tế bào của nhiều loài vi khuẩn, ở ti thể và lục lạp của tế bào nhân thực, chiếm từ 0,05 – 10% kích thước hệ gen của vi khuẩn Trên plasmit cũng chứa các Promoter giúp gen
có thể phiên mã và biểu hiện Plasmit có các dấu chuẩn đặc hiệu như gen kháng thuốc kháng sinh Do đó người ta có thể dễ dàng nhận biết được plasmit Ngoài ra plasmit còn có trình tự nhận biết của các enzim giới hạn
Hình 2 Plasmit vi khuẩn E.coli
+ Enzim giới hạn (Enzim Restrictaza): Có khả năng nhận biết những trình tự đặc hiệu trên ADN và nó có thể cát ADN ở những vị trí đó
2 Đặc điểm các bước trong kĩ thuật chuyển gen
a Tạo ADN tái tổ hợp
Nguyên liệu:
+ Gen cần chuyển
+ Thể truyền
+ Enzim cắt (restrictaza) và enzim nối (ligaza)
Cách tiến hành:
+ Tách ADN NST của tế bào cho và tách plasmit ra khỏi tế bào vi khuẩn
+ Cắt và nối đoạn ADN của tế bào cho vào ADN plasmit ở những điểm xác định tạo nên ADN tái tổ hợp
• Việc cắt nhờ enzim cắt (restrictaza)
• Việc nối nhờ enzim nối (ligaza)
b Đưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào nhận:
Phương pháp tải nạp: Để đưa plasmit vào tế bào nhận người ta dùng phương pháp biến nạp: Có 2 dạng:
Điện biến nạp (dùng xung điện cao áp và hóa biến nạp (dùng muối CaCl2) làm dãn màng sinh chất của
tế bào ADN tái tổ hợp dễ dàng chui vào
Hình 3 Sơ đồ plasmid chứa ADN tái tổ hợp lai đi qua các lỗ tạm thời trên màng bào chất
Trang 3Phương pháp tải nạp: thể truyền thường là thể thực khuẩn, chúng mang gen chuyển xâm nhập vào tế
bào vật chủ (vi khuẩn)
Khi đã được chuyển vào tế bào chủ, ADN tái tổ hợp điều khiển tổng hợp loại prôtêin đặc thù đã được mã hóa trong nó
c Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp: Để nhận biết tế bào vi khuẩn có mang gen ADN tái tổ hợp thì phải chọn thể truyền có các dấu chuẩn hoặc các gen đánh dấu Gen đánh dấu có thể là gen kháng kháng sinh hoặc khuyết loại axitamin nào đó
III Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen
1 Khái niệm sinh vật biến đổi gen: Sinh vật biến đổi gen là sinh vật mà hệ gen của nó được con người làm biến đổi phù hợp với lợi ích của mình
Các cách để tạo sinh vật biến đổi gen:
+ Loại bỏ hoặc bất hoạt một gen nào đó trong hệ gen Ví dụ: Cây cà chua chuyển gen kéo dài thời gian chín, làm chậm quá trình nhũng quả, tăng cường chất lượng quả và kéo dài thời gian bảo quản sau thu hoạch
+ Đưa thêm một gen lạ vào trong tế bào để tạo sinh vật biến đổi gen
+ Làm biến đổi một gen sẵn có ở trong hệ gen
2 Một số thành tựu
- Tạo được những động vật chuyển gen
Vào những năm 2001, người ta đã tạo được các giống dê chuyển gen mà trong máu của chúng có chứa yếu tố antitrombine, một glucoprotein có chức năng điều hòa sự đông máu
Hình 4 Dê chuyển gen cho sữa có prôtêin của tơ nhện
Hình 5 Cá hồi, chuột chuyển gen hormone sinh trưởng (phải) và cá hồi, chuột đối chứng (trái)
- Tạo được cây trồng biến đổi gen:
+ Cây bông chuyển gen có khả năng kháng sâu
Trang 4+ Giống lúa được chuyển gen tổng hợp β-carotene (giống lúa vàng) Sau quá trình tiêu hóa Sau quá trình tiêu hóa, β-carotene được chuyển hóa thành vitamin A
- Tạo ra vi sinh vật biến đổi gen:
+ Tạo ra dòng vi khuẩn có khả năng sản suất insulin của người, sản suất HGH
+ Tạo ra dòng vi khuẩn có khả năng phân huỷ rác thải, dầu loang
Giáo viên : Nguyễn Quang Anh Nguồn : Hocmai.vn
