Bài giảng Chương VIII: Ứng dụng kỹ công nghệ gen trong y học và chẩn đoán

Chia sẻ: Codon_03 Codon_03 | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:60

Thêm vào BST

Báo xấu

140
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cùng tìm hiểu kỹ thuật gen trong sản xuất chế phẩm sinh học; sử dụng kỹ thuật gen trong chẩn đoán và điều trị được trình bày cụ thể trong "Bài giảng Chương VIII: Ứng dụng kỹ công nghệ gen trong y học và chẩn đoán".

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Chương VIII: Ứng dụng kỹ công nghệ gen trong y học và chẩn đoán

PHẦN III MỘT SỐ ỨNG DỤNG CHỦ YẾU CỦA CÔNG NGHỆ GEN CHƯƠNG VIII ỨNG DỤNG KỸ CÔNG NGHỆ GEN TRONG Y HỌC VÀ CHẨN ĐOÁN
I. Kỹ thuật gen trong sản xuất chế phẩm sinh học 1. Sản xuất insulin tái tổ hợp 1.1 Lược sử nghiên cứu insulin - Do các tế bào beta của tuyến tụy sản xuất, đóng vai trò chuyển hóa đường - Bệnh tiểu đường (Diabetes) do thiếu hụt insulin. - Từ năm 1922 đã tách chiết insulin từ tụy bò và lợn để điều trị tiểu đường
- Cấu trúc phân tử insulin người được phát hiện vào năm 1926. Năm 1955 Sanger và cộng sự đã giải trình tự và sắp xếp acid amin - 1963-1965 đã tổng hợp nhân tạo bằng con đường hóa học đắt, không phù hợp - 1967, phát hiện cấu trúc proinsulin - 1969, phát hiện 3 dạng cấu trúc - 1978, sản xuất insulin tái tổ hợp trong E.coli - 1982, insulin được phép lưu hành ở châu Ậu. Bán ở Mỹ năm 1983
1.2 Cấu trúc gen mã hóa insulin ở người • Gen mã hóa insulin (IND) nằm trên NST số 11, trên cánh ngắn (11p) • Vùng không mã hóa chia làm 3 cụm gen ký hiệu I, II và III • Vùng mã hóa có kích thước 1430 bp. Trong vùng mã có 2 intron. • Đoạn gen mã hóa cho 4 peptid của phân tử insulin: Chuỗi peptid tín hiệu (leader), chuỗi B, chuỗi C và chuỗi A
Preproinsulin is difficult for E.coli to produce Contains a signal sequence + A,B, C sections of protein Signal sequence is removed after targeting to RER Translation continues on RER (forming proinsulin) Removal of 33 amino acids at Golgi
Insulin Insulin is made up of 2 chains = 51 amino acids total A chain = 21 amino acids B chain = 30 amino acids
In reality both chains are present in the same protein
1.3 Công nghệ sản xuất insulin tái tổ hợp Nguyên lý chung bao gồm: - Tách chiết và tính sạch RNA thông tin mã hoá preproinsulin - Thực hiện kỹ thuật phiên mã ngược - Sử dụng enzym giới hạn loại bỏ gen mã hóa chuỗi C, tách dòng riêng từng đoạn gen mã hóa chuỗi A và B - Tạo vector biểu hiện gen đoạn A và B
- Biến nạp riêng mỗi loại vector trong E.coli - Thực hiện quá trình lên men thu protein chuỗi A- lacZ và B-lacZ - Thu riêng từng loại protein lai và thực hiện phản ứng cắt với cyanur bromid giữa a.a cuối cùng của insulin và a.a của -galactosidase - Tách và tinh sạch chuỗi A và B, sau đó tạo hỗn hợp chuỗi A và B, hình thành cầu nối disulfit và thu insulin thành phẩm
Sản xuất insulin tái tổ hợp
Human Insulin Production by Bacteria and cut with a restriction enzyme 6) join the plasmid and human fragment
Human Insulin Production by Bacteria Mix the recombinant plasmid with bacteria. Screening bacterial cells to learn which contain the human insulin gene is the hard part.
Route to the Production by Bacteria of Human Insulin One cell with the recombinant plasmid A fermentor used to grow recombinant bacteria. This is the step when gene cloning takes place. The single recombinant plasmid replicates within a cell. Then the single cell with many recombinant plasmids produces trillions of like cells with recombinant plasmid – and the human insulin gene.
Route to the Production by Bacteria of Human Insulin The final steps are to collect the bacteria, break open the cells, and purify the insulin protein expressed from the recombinant human insulin gene.
Route to the Production by Bacteria of Human Insulin Overview of gene Cloning animation cloning.
2. Sản xuất hormon sinh trưởng tái tổ hợp 2.1 Lịch sử nghiên cứu hormon sinh trưởng - Hormon sinh trưởng người (hGH – Human Growth Hormone) phát hiện năm 1920. Năm 1950 đã tách chiết hGH từ tuyến yên người. - 1956, hGH tách từ não bò, cừu, … dùng để chữa bệnh lùn ở trẻ em. - 1972, cấu trúc phân tử của hGH được xác định - 1985, hãng Genetech sản xuất thành công hGH có tên Protropin.
• Hormon sinh trưởng người hiện nay chủ yếu sản xuất bằng phương pháp tái tổ hợp gen. Có nhiều sản phẩm thương mại giúp điều trị bệnh hay giúp cho phát triển cơ bắp. • hGH là protein nhỏ, có 191 a.a. Trong phân tử có 2 liên kết disulfit • Các gen mã hóa hGH của người, bò… chuyển vào động vật như cá, lợn,…tạo động vật chuyển gen phát triển nhanh.
Human Growth Hormone (HGH) (somatotropin) • HGH promotes overall body growth by increasing amino acid uptake by cells, protein synthesis and fat utilization for energy Insufficient production of HGH by the pituitary gland = dwarfism – Chubby face – “Baby fat” around waist – Unusual body properties as an adult – ~ 4 feet tall only – IQ = Normal HGH helps undersized children reach their normal height and size http://www.hopkinsmedicine.org/hmn/F01/photos/36.jpg
2.2 Cấu trúc gen mã hóa hormon sinh trưởng người • Họ gen có 5 gen mã hóa, nằm trên cánh dài NST thứ 17, kích thước 66 kb • Gen mã hóa hGH bị đột biến hoặc rối loạn, dẫn đến thiếu hụt hormon sinh trưởng, gây hội chứng lùn bẩm sinh • Gen hGH có đoạn trình tự mã hóa chuổi peptid tín hiệu không tương thích promoter của E.coli, do đó biểu hiện gen hGH tái tổ hợp trong E.coli rất yếu hoặc không hoạt động