CễNG NGHỆ SINH HỌC
Chương 2: CN gen và các ngành học omics
2.1. Các phương pháp NC SHPT/CN Gen 2.2. Genomics 2.3. Proteomics 2.4. Omics 2.5. Chỉ thị phân tử - MAS 2.6. Microarray – DNA/Protein chip
Cụng nghệ gen là chỡa khúa để phỏt triển Cụng nghệ sinh học
1. Cụng nghệ DNA tỏi tổ hợp là cụng nghệ nền chủ đạo 2. Bản chất phõn tử của gen 3. Xỏc định trỡnh tự nucleotid bộ gen 4. Nội dung của kĩ thuật ADN tỏi tổ hợp 5. Cỏc ứng dụng của Cụng nghệ gen
DNA is packaged in the cell nucleus as chromosomes
DNA is tightly coiled into chromosome structures which are found in the nucleus of all living cells in plants and animals.
Image compliments of National Human Genome Research Institute
DNA sequences encode protein sequences
Image compliments of National Human Genome Research Institute
Giới thiệu về cụng nghệ gen
Hiện thực nhờ: 1. Kĩ thuật đọc trỡnh tự 2. Kĩ thuật AND tỏi tổ hợp
ứng dụng: 1. Xỏc định trỡnh tự genom 2. Biến nạp gen 3. Nhận dạng cỏ thể
3 Thành phần tạo nờn một nucleotid
5’
Adenin Thymidin Cytocin Guanin
Base hữu cơ
Acid Phosphoric
Đường Ribose
3’
Gen = ADN
Phõn tử ADN xoắn kộp
Mó di truyền = Bộ ba nucleotid
mó hoỏ cho trỡnh tự acid amin trong phõn tử protein
Đột biến ở trỡnh tự nucleotid tạo nờn thay đổi nguy hiểm trong phõn tử protein
Dịch mó gen là Sinh tổng hợp protein
ADN
mARN
Ribosom
Protein
Cỏc Phương phỏp sinh học phõn tử trong nghiờn cứu genome
1.
PCR: Phản ứng chuỗi polymerase -Polymerase Chain Reaction (PCR)
2. RAPD: Random Amplified Polymorphic DNA – DNA
đa hỡnh nhõn bản ngẫu nhiờn
3. AFLP: Amplified Fragment Length Polymorphism - đa
hỡnh chiều dài phõn đoạn nhõn bản
4. RFLP: Restriction Fragment Length Polymorphism - đa
5.
hỡnh chiều dài phõn đoạn cắt hạn chế SSR: Simple Sequence Repeats Cỏc trỡnh tự lặp lại đơn giản
1. PCR
1.
2. 3.
Định nghĩa: PCR là quỏ trỡnh nhõn bản một hay nhiều phõn đoạn ADN thụng qua polymerase trong điều kiện in vitro. Tỏc giả: Kary Mullis (1985), GiảI Nobel 1993 Nguyờn lý: a) Thành phần phản ứng: - ADN khuụn - 4 loại dNTP - Taq polymerase (Thermus aquaticus) chịu được 95oC và hoạt tớnh tối ưu ở 75OC - 1-2 loại đoạn mồi primer b) Quỏ trỡnh phản ứng
PCR
Chỉ cần một lượng nhỏ ADN ban đầu cú thể nhận được số lượng bản copy rất lớn (1 triệu bản trong 2 giờ)
Bước 1: Biến tớnh dsDNA ssDNA: 94oC, 60 s
Bước 2: Tiếp hợp mồi với ssDNA: 37-68oC, 60 s
Bước 3: Tổng hợp sợi DNA: 72oC, 90 s
Bước 1 + 2 + 3 = 1 Chu kỡ
Kết Quả
Sau 1 chu kỡ 1 PT DNA 2 PT DNA
PCR 20-40 (n) vũng: 2n PT DNA
Giáo lý trung tâm (Central Dogma) & Lai Phân Tử
DNA > Lai DNA+DNA* (probe=Mẫu dò)=Lai > Southern
+ Gene được tìm thấy
mRNA > lai RNA+DNA* = Northern > Gene được phiên mã
thành mRNA
Protein > Lai Western = Lai protein (kháng nguyên) + Kháng thể (Miễn dịch) > Khẳng định sản phẩm dịch mã của gene được tạo ra.
Biol. Activity > Biotest (thử sinh học)
Lai phõn tử Molecular hybridization
1. Lai Southern: DNA+DNA*
- Nguyên lý: DNA genome ss + DNA* mẫu dò ss theo nguyên tắc base bổ sung - Mục đích: Khẳng định sự tồn tại của gen
2. Lai Northern: RNA+DNA*
- Nguyên lý: mRNA lai với DNA* mẫu dò theo nguyên tắc base bổ sung - Mục đích: Khẳng đinh gen được phiên mã thành mRNA
3. Lai Western: Protein Kháng nguyên+ Protein Kháng thể* - Nguyên lý: Phản ứng miễn dịch giữa KN với KT. - Mục đích: Khẳng định gen được biểu hiện thành sản phẩm
2. RAPD
Nhõn bản cỏc phõn đoạn DNA genome bằng PCR với cỏc đoạn mồi ngẫu nhiờn dài 10 nucleotide. Khụng cần thụng tin về đoạn gen cần nhõn bản Khụng xỏc định được thể dị hợp tử
3. AFLP
Cắt DNA genome bằng EcoR1 và Mse1 Nối cỏc đoạn cắt với
adapter
PCR bằng mối tương thớch
với adapter Biến dị sản phẩm PCR Kết quả: 300-500 bằng
DNA
4. RFLP
1. Tỏch DNA genome 2. Cắt DNA genome với RE 3. Biến dị 4. Southern Bloting – Thấm truyền lờn màng
Nitrosocellulose
5. Lai với mẫu dũ – probe từ MM đỏnh dấu bằng
phúng xạ hoặc huỳnh quang
6. Hiển thị trờn film 7. Codominance: Đồng trội
5. SSR
1. Tỏch DNA genome 2. PCR với mồi SSR 3. Biến dị 4. Đỏnh giỏ bằng vạch 5. Xỏc định mối quan hệ
DNA Microarrays - the "Gene Chip" Analysis of Gene Expression Throughout the Genome
Gene chips enable the expression of 8500 different genes to be tested in a single experiment.
Each spot on the gene chip represents a different DNA sequence and the darkness of each spot represents its level of gene expression in the experiment.
This enables identification of genes that all function together (e.g. all expressed in a particular stage of plant development or in response to some change of environmental conditions).
Image compliments of Dean Lavelle & Richard Michelmore, UC Davis.
Genomics Methods Are Accelerating Crop Improvement
• identification of genes that control valuable traits • manipulation of genes to produce crops with improved traits
Genome Gene map Gene sequence Gene expression
Traits
c
t
g
g
c
c
Yield Drought
a
t
t
g
g
g
Disease
t
t
g t
g
c
Stress
a
a
t
t
g
c
Stress
a
a
t
g
g
g
Oil quality
a
a
t
t
t
c
Disease Yield
g
g
g
c
t
c
a
t
t
g
g
c
Maturity Herbicide tolerance
Image compliments of UCD Biotechnology Program.
Use of genomics data for "Marker-Assisted Breeding"
gene clones
DNA sequence
genetic map
Image from Access Excellence Graphics Gallery
Genomics data provides "markers" throughout the genome "Molecular markers" are unique DNA sequences that are: a) located at known positions throughout the genome b) easily assayed in a small tissue sample c) (occasionally) located very close to a "gene of interest"
Nematode-resistance gene Mi linked to the Aps marker
Linkage of the Mi gene to the Aps marker gene provided a quick easy assay. Almost every progeny plant that contained the Aps marker also contained the Mi gene.
genetic map physical map
Chỉ thị phân tử và đa hình DNA
Protein do gen XYZ mó hoỏ hoạt động bỡnh thường tạo nờn tớnh khỏng bệnh
Protein do gen XYZ mó hoỏ bị đột biến làm mất tớnh khỏng bệnh
đa hỡnh về trỡnh tự nucleotid lặp lại
ATT lặp lại - Cõy A: 4 lần - Cõy B: 6 lần - cõy C: 3 lần
Phõn tớch sự đa hỡnh về trỡnh tự nucleotid lặp lại (SSR)
PCR đoạn lặp lại
Lấy mẫu lạ và tỏch chiết DNA
Biến dị sản phẩm PCR
Phõn tớch ASH bằng DNA chip
Tỏch chiết DNA
Lai Southern với DNA mẫu dũ
Dot blot lờn màng
Đọc kết quả bằng mỏy Scaner
Xử lý số liệu
NTSys Vers. 2.1.
MapMaker
Centimorgan (cM): Là đơn vị đo được để mụ tả khoảng cỏch liờn kết di truyền giữa cỏc gen. 1 cM là khoảng cỏch giữa hai gen cú tần suất tỏi tổ hợp bằng đỳng 1%. Được đặt theo tờn của Thomas Hunt Morgan người đầu tiờn đề xuất thuyết liờn kết di truyền
Đơn vi khoảng cỏch cho biết hai gen cỏch nhau bao nhiờu. Thường 1 centimorgan bằng khoảng 1 triệu cặp base.
JointMap
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
42 43 44 45 M
3Kb
2Kb
1Kb
0,5Kb
Kết quả biến di sản phẩm RAPD của quần thể vải nghiờn cứu với mồi OPG-05
Cỏc phõn đoạn ADN được nhõn bản ngẫu nhiờn
khi tiến hành phản ứng RAPD với mồi OPG-05
Thø tù c¸c dßng v¶i nghiªn cøu *
TB ADN
CD¦T (Kb)
P§ ADN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2,0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 44 1,5 1,42 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1,4 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 44 1,25 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 37 1,2 6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 45 1,05 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 45 0,95 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0,9 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 45 0,85 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0,78 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 44 0,66 12 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 43 0,63 13 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 45 0,6 14 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 44 0,55 15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0,45 16 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 44 0,35 17 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 45 0,25 18 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 TP§ ADN 12 12 12 12 12 12 12 12 11 12 12 11 12 12 11 12 12 12 11 11 12 12 12 13 16 13 12 12 12 12 12 11 12 12 9 11 12 12 11 12 12 12 12 12 12 535
Genomics
Ngành khoa học nghiên cứu về cấu trúc và
chức năng của bộ gen
Có các đoạn đọc trình tự toàn bộ DNA
genom của: (1) Nấm men (2) Cây cải dại Arabidopsis; (3) Cây lúa; (4) Người (5) cây ngô, ...
Omics
• DNA >Gemone > Genomics • mRNA>Transcriptome>Transcriptomics
(RT – PCR)
• Proteins>Proteome>Proteomics (Nano-LC-
MS/MS TOF)
• Metabolits>Metabolome>Metabolomics
Nghiờn cứu genom
Cỏc phương phỏp nghiờn cứu genom
- Sequencing - PCR - RAPD/AFLP/RFLP - Lai phõn tử
Cỏc lĩnh vực chuyờn ngành
Các đoạn đọc trình tự DNA genom
Hệ gen học (Genomics)
Ngõn hàng dữ liệu (Database)
Tin sinh học (Bioinformatics)
NCBI (NIH) EMBL DDBJ
Hệ protein học (Proteomics)
Các đoạn xác định trình tự và chức năng Của các protein
Swiss Protein Datebase
Phương phỏp NC Genomics
Cỏc kĩ thuật mới
Sinh học phõn tử
Sinh phẩm
Về cấu trỳc gen, Gen điều khiển
Sinh phẩm cỏc giai đoạn phỏt triển
Tỏch chiết DNA genom Diện di xung Xỏc định trỡnh tự nucleotid Thiết kế thư viện YAC, BAC, EMBL, Plasmid
PTN. NC genomics
Hệ gen học (Genomics)
Sinh tin học (Bioinformatics)
Phõn tớch trỡnh tự nucleotid trong DNA
Lưu giữ, xử lý dữ liệu Phần mềm SHPT
Khai thỏc sử dụng
Thiết bị mới/Thư viện chỉ thị phõn tử/DNA chip
Xỏc định trỡnh tự nucleotid bằng mỏy tự động
đỏnh dấu bằng Flourescence
Đọc và ghi tự động
600-800 bp/primer
Trỡnh tự nucleotit của gen nh2nh5 được nhõn bằng cặp mồi NH2-NH5
GAGAAGCTGAAGGAGAAGGAGAAGCAGAAAGAAAAAGAAAAAGAAAAAGATAAACAA AAA 60
GATAAAGATAATGATGGAGCTAGTGACGGAAATGATGTGTCAACTAGCACAAAAACTGGA
GAGAGAGATAGAGATGTCAACGCCGGAACTAGTGGAACTTTCACTGTTCCAAGGATAAAG
120
TCTTTTACTGATAAGATGATTTTACCAAGAATTAAGGGAAAGTCTGTCCTTAATTTAAAT
Gen protein và của virus đốm vũng đu đủ (PRSV)
CATCTTCTTCAGTATAATCCGAAACAAATTGACATCTCAAACACTCGTGCCACTCAATCT
300
CAATTTGAAAAGTGGTATGAGGGAGTGAGGAATGATTATGGTCTTAGTGATAACGAAATG
CAAGTGATGTTAAATGGTTTGATGGTTTGGTGTATCGAAAATGGTACATCTCCAGACATA
420
TCTGGTGTTTGGGTAATGATGGATGGGGAAACCCAGGTTGATTATCCTATCAAACCTTTA
ATTGAACATGCAACTCCTTCATTTAGGCAAATCATGGCTCACTTCAGTAACGCGGCAGAG
540
GCATATATCGCGAAGAGAAATGCAACTGAGAGGTACATGCCGCGGTATGGAATTAAAAGG
AATTTGACTGACATTAGCCTCGCTCGATATGCTTTTGATTTCTATGAGGTGAACTCGAAA
660
ACACCTGATAGGGCTCGTGAAGCTCATATGCAGATGAAGGCTGCAGCGCTACGTAATACT
AGTCGCAGAATGTTCGGAATGGACCGCAGTGTCAGTAACAGGGAAGAAAACACCGAAAGA
780
A
781
Trỡnh tự axit amin của protein dịch mó từ gen nh2nh5
EKLKEKEKQKEKEKEKDKQKDKDNDGASDGNDVSTSTKTGERDRDVNAGTSGTFTVPRIK 60
SFTDKMILPRIKGKSVLNLNHLLQYNPKQIDISNTRATQSQFEKWYEGVRNDYGLSDNEM 120
Lập bản đa genom
Genom người
Genom là toàn bộ thụng tin di truyền cú trong tế bào
2 tổ chức cựng giải mó:
Nhõn tạo (http://genome.ucsc.edu)
Tự nhiờn (http://www.celera.com
Genom vi khuẩn 1-2 *106 bp
100 loại gen gõy bệnh được xỏc định (http:// www.ncbi.nlm.nih.gov/cgi- bin/SCIENCE96/genelist
Điều mới mẻ: cho cả 30.000 gen (khụng phải 100.000) và 200 giống của vi khuẩn
Genom người 3,3*109 bp (cụng bố thỏng 2/2001)
Giải mó genom – Tiến hành như thế nào?
1. Lập bản để chỉ thị phõn tử đều
trờn tất cả NST
2. Xõy dựng ngõn hàng BAC toàn bộ
AND genom
•
Genom người (HGP 2.2003)
3. Xỏc định vị trớ cỏc dũng BAC
•
Genom lúa (RGP, 4.2003)
trờn NST thụng qua lai Southern
•
Genom Arabidopsis
•
Genom Drosophila
4. Nhận dạng và đọc trỡnh tự (nhắc lại 5 lần, 1-3 lỗi/1000 nucleotide
•
Genom Saccharomyces
5. Bảo quản số liệu trong ngõn hàng
dữ liệu. Server: 1500 GB
Giải mó bộ gen lỳa
Cựng bộ hoàn thành:
4/2002 Qui mụ: 400 Mbp Gồm: 30000-50000 gen http://rgp.dna.affrc.jp http://www.tmri.org
ứng dụng
1. đỏnh giỏ chức năng gen
2. Cải tiến chất lượng hạt
3. Phũng trừ sõu bệnh
So sánh với genom cuả ngô và mạch
So sánh genom của 6 loài cây trồng thuộc họ hoà thảo
Mỳ mạch
Ngô
Cao lương
Mía
Kê
Lúa
Proteomics
Ngành khoa học nghiên cứu về cấu trúc và chức
năng của các protein thuộc một genom.
Có các đề án xác định toàn bộ các protein của:
(1) Vi khuẩn Bacillus (4000 protein)
(2) của cây Arabidopsis; (3) của người, v/d Clinical proteomics
Trình tự nucleotit của
Sinh vật NC
gen GAGAAGCTGAAGGAGAA GGAGAAGCAGAAAGAAA AAGAAAAAGAAAAAGAT AAACAAAAA 60
GATAAAGATAATGATGGA GCTAGTGACGGAAATGAT GTGTCAACTAGCACAAAA ACTGGA
Xử lý ở ĐK đặc trưng hay bệnh lý
GAGAGAGATAGAGATGTC AACGCCGGAACTAGTGGA ACTTTCACTGTTCCAAGG ATAAAG 120
3’ Sinh vật NC
Khối phổ
Trypsin
2D-Protein toàn phần
DATA BASE về GEN
Xác định phổ protein bằng kỹ thuật 2D- PAGE
Trái: Protein của cây mạ khi bị lạnh hiển thị bằng thuốc nhuộm bạc. Phải: Protein của Bacillus khi bị shock nhiệt hiển thị bằng đánh dấu huỳnh quang.
20.000 đoạn nucleotid ngắn đại đIện cho các gen khác nhau được gắn lên tấm màng nitrosocellulose
Lai với quần thể mRNA đánh dấu huỳnh quang để phát hiện những gen mới hoạt hoá
Mục đích: Tìm gen
Kỹ thuật di truyền
Nông nghiệp
Kỹ thuật di truyền là việc chuyển gen từ cơ thể này sang cơ thể khác
Ngư nghiệp
Y dược
ứng dụng trong nông nghiệp
Gen vi khuẩn vẫn tạo enzym khử độc amoniac khi gặp thuốc diệt cỏ nhóm basta •Kháng sâu hại
Gen vi khuẩn tạo protein độc diệt
sâu hại cây •Tăng năng suất
Nhờ gen cao sản (sữa, thịt nạc ...)
•Kháng thuốc diệt cỏ
Vần đề An toàn sinh học
GMO – Cây trồng chuyển gen
Lan truyền gen lạ vào tự nhiên
• Gen kháng kháng sinh
• Gen diệt côn trùng
- GMF - Thực phẩm chuyển gen
• Gen kháng thuốc diệt cỏ
Dị ứng với protein lạ
ứng dụng trong y tế
•
Sản xuất thuốc Insuline, hoormon sinh trưởng, hFGF, RIP... • Chế tạo vaccine
Gen protein vỏ của virus gây bệnh được biếnnạp vào vikhuẩn hoặc nấm men để sản xuất kháng nguyên Liệu pháp gen Gen lành được đưa vào tế bào của bệnh nhân để cấy trả lại
•
Nhân bản động vật
Cừu Dolly 1996 (Jan Willmut) -Lấy nhân 2n của tế bào sinh dưỡng -Đưa vào tế bào trứng bỏ nhân -NuôI thành phôI -Cấy phôI vào cừu mẹ mang thai hộ
Nhân chứa ADN
Phôi
Chuẩn bị Dung hợp Phân bào Nuôi phôi Cấy phôi Sinh con nhân bản
Nhân bản gì nữa?
Liệu pháp gen – Gene Therapy
Nguyên lý: Đưa một gen hay alen lành lặn vào tế bào/mô của người bệnh
Nuôi tế bào của bệnh nhân và tái nhập gen lành. (Hệ miễn dịch, gây tăng cholesteron)
Dùng virus làm vector vận chuyển gen - Đang nghiên cứu
Bệnh nhân Jesse Gelsinger là 1 trong 18 bệnh nhân được trị liệu gen bện thiểu năng gan, mất 9/1999 do cơ thể phẩn ứng với virus biến đổi gen gây nên hiện tượng mất chức năng nhiều cơ quan dẫn đến tử vong
Khó khăn: Làm thế nào để đưa gen cần thiết đến tế bào cần nhận?
Nhận dạng cá thể
Thông qua phản ứng chuỗi polymerase (PCR)
Chỉ cần một lượng nhỏ DNA ban đầu có thể nhân được số lượng bản copy rất lớn (1 triệu bản trong 2 giờ)
ứngdụng PCR trong KH hỡnh sự
Khoa học hỡnh sự
Lấy dấu ADN
Sự sai khỏc rất nhỏ trong genom đủ để phõn biệt cỏ thể
Cần lượng ADN nhỏ
Tỡm phả hệ
Vớ dụ trường hợp Thomas Jefferson
Con cháu nam giới của ông nội Jefferson đều có cùng một NST Y như nhau.
Có phải nhà kỹ thuật di truyền đang làm thay việc của thượng đế
Giới hạn ở đõu?
•Chữa bệnh
•Sinh con theo ý muốn
•Nhõn bản người
Vấn đề nhõn văn và xó hội học
•Sử dụng cỏc loài khỏc
Minh họa
Giám định gen hài cốt liệt sỹ
Lễ bàn giao kết quả giám định gen hài cốt liệt sỹ
Viện Công nghệ Sinh học
Giỏm định gen hài cốt
cơ thể cấu tạo bởi mười nghìn tỷ (1013) tế bào
Giỏm định gen gỡ?
Tế bào cú 1 nhõn chứa hầu như toàn bộ AND của tế bào
Tế bào cú nhiều (1000) ty thể cựng chứa ADN dạng vũng
Phõn tớch
VỠ SAO CHỌN GEN TI THỂ?
D-loop
Đoạn gen HV1 vựng D-loop
ADN ty thể:
• Cỏch 40-60 thế hệ mới cú một đột biến trong dũng họ.
• Chỉ di truyền đằng mẹ
• cỏ thể bền vững đến1000 năm trong di hài
Hoàn thiện phương pháp giám định gen
Bước 1:
Tách chiết ADN từ mẫu sinh phẩm
1 2 3 4
1= Máu; 2 = Tóc; 3 = Răng (sữa); 4 = Răng cũ
Bước 2:
Nhân bản các đoạn gen ty thể
A
C
B
Hình A: Sản phẩm PCR từ mẫu ADN răng hài cốt Hình B, C: Sản phẩm PCR từ các mẫu máu
Bước 3:
Tách dòng gen
Nhân dòng phân tử và chẩn đoán cắt hạn chế khẳng định dòng gen tái tổ hợp
Bước 4:
Đọc trình tự nucleotid của gen nhân dòng
Trình tự
Giải trình tự gen trên máy ABI Prism 3100 Avant (Tốc độ 2,5 giờ/4 mẫu~4000 nucleotid)
Bước 5:
Phân tích số liệu và Lập ngân hàng dữ liệu
So s¸nh lËp c©y ph¶ hÖ
Tại Phòng Dự án Sinh tin học
Hình thành cây phả hệ tổng thể và cây phả hệ riêng rẽ
LS phả hệ PB02
LS. phả hệ PA02
THỜI GIAN THỰC HIỆN
Đọc trình tự
Thu thËp mÉu
Nhân bản gen
Tách chiết ADN
Tách dòng gen
Không xác định 3-5 ngày 2-3 ngày 3-5 ngày 2-4 ngày
Tổng số: 2-3 tuần
ví dụ 2:
Hồ sơ số PA02001
Bia mộ ghi: Liệt sỹ Trần Xuân Tỷ Hy sinh 28-2-1969 Vợ Ngô Thị Hoà, Quê quán: Thạch Đài, Thạch Hà, Hà Tĩnh NơI hy sinh: bên cạnh suối Chà Miệt
Nghĩa trang liệt sỹ tại huyện Ngọc Hồi Kontum
Mộ liệt sỹ Trần Xuân Tỷ
Bia mộ ghi: Liệt sỹ Trần Xuân Tỷ Hy sinh 28-2-1969 Vợ Ngô Thị Hoà, Quê quán: Thạch Đài, Thạch Hà, Hà Tĩnh NơI hy sinh: bên cạnh suối Chà Miệt
Giấy Báo tử
Đoàn 559 Số 173/BT
Ngày 25/9/1966
Đồng chí Nguyễn Hưũ Vu
Nguyên quán: Bắc Bình, Thạch Đài, Thạch Hà, Hà Tĩnh
Con ông: Nguyễn Hữu Huyền
Vợ là: Ngô Thị Hoà
Đã chết ngày 20/7/1966
Tại: Mặt trận phía tây
Địa chỉ thân nhân hiện nay: Cha Nguyễn Hữu Huyền ở nguyên quán
Giấy Báo tử
Đoàn 559 Số 173/BT
Đồng chí Trần Tỷ, Cấp bậc: Chuẩn Uý, CV. Đại đội phó Đv: TĐ2 BT37 Đoàn 559 Nguyên quán: Xuân Hoa, Nghi Xuân, Hà Tĩnh Con ông: Trần Đạt Và bà Nguyễn Thị Diên Vợ là: Dương Thi Tam Đã hy sinh anh dũng ngày 28-2-1968 Tại: Mặt trận phía tây Thi hìa mai táng tại Nghĩa Trang đơn vị
Ngày 30/6/1969
Thông tin về Liệt sỹ
Liệt sỹ Trần Tỷ Theo Sổ sách của Đoàn 559 Số thứ tự 685
Liệt sỹ Nguyễn Hữu Vu Theo Sổ sách của Đoàn 559 Số thứ tự
117 ghi:
•
CB: U1 (Thiếu uý, C Phó),
• Nguyễn Hữu Vu • NN: 4.1963 • CB: chiến sỹ (y tá) • Đơn vị: B1, C61 BT7 • Hy sinh: 20.7.1966
ghi: Trần Tỷ (bia mộ ghi Trần Xuân Tỷ), năm sinh 1941(?) • Vợ Dương Thị Tam, • QQ. Xuân Hoa, Nghi Xuân, Hà Tĩnh. • NN: 2.1962 • • Đơn vị: C3D2 Binh trạm 37 (mở rông từ BT7, Sân bay Chà Vằn thuộc tỉnh Saravan thuộc Sư đoàn 470);
(Sốt rét ác tính, Trạm xá BT7 Bản Nhai, Vu-pu-vong-nưa, tỉnh A-to- pư
• Hy sinh: 28.2.1969
(Trạm giao liên 74D16 đánh biệt kích ).
Bố: Nguyễn Hữu Huyền • Vợ: Ngô Thị Hoà, Thạch ĐàI,
Thạch Hà, Hà Tĩnh
Thông tin về Liệt sỹ
Saravan
Attopư
Những điểm đáng chú ý
Những điểm chưa đúng • LS. Trần Tỷ, Nghi Xuân không
có tên đệm là Xuân
Những điểm đúng • Có Liệt sỹ Trần Tỷ (bia ghi Trần Xuân Tỷ) hy sinh ngày 28.2.1969 và gia đình đang sống ở Xuân Hoa, Nghi Xuân, Nghệ An
• LS Trần Tỷ quê Xuân Hoa, Nghi Xuân, HT, chứ không phải quê Thạch Đài, Thạch Hà, HT
• Thông tin về bà Ngô Thị Hoà trên bia mộ hoàn toàn đúng với thông tin ghi trên giấy báo tử và sổ sách của Đoàn 559 Số177 Quyển 3 Nghệ Tĩnh của Đoàn 559
• Chồng bà Ngô Thị Hoà là Liệt
sỹ Nguyễn Hữu Vu, • Vợ Liệt sỹ Trần Tỷ là bà
Dương Thị Tam,
• Bà Ngô Thị Hoà đang còn sống tại Thạch Đaì, Thạch Hà, Hà Tĩnh • Thông tin về nơi chôn cất đúng cho LS Nguyễn Hữu Vu: Cạnh suối Chà Miệt
• Liệt sỹ Nguyễn Hữu Vu hy sinh trước Liệt sỹ Trần Tỷ 3 năm
Di hài Liệt sỹ Trần Xuân Tỷ được qui tập từ Lào qua Ngọc Hồi, Kontum, về Nghĩa trang QT Việt Lào huyện Anh Sơn tỉnh Nghệ An ngày 03-07- 1997
Gia đình bà Ngô Thị Hoà đề nghị giám định gen
Văn bản đề nghị của gia đình được giám định gen
Phả hệ của Liệt sỹ Nguyễn Hữu Vu
B.PhạmThịLạng
Ô.Ng.HữuHuyền
B.PhạmThịBình
Ô.Mại
Ô.Thư
B.áp
R
M
B. Lệ
Trần Đức Tôn
LS Ng.HữuVu
NgôThịHoà
Thạch Vĩnh
Hà Nội
Thạch Đài
Ng.ThịHường
Ng.Thị Lan
Phả hệ của Liệt sỹ Trần Tỷ
Trần Đạt
Trần Thị Ngụ
DươngThi Can
Trần Thích
LS Trần Tỷ
TrầnThị Tiếu
TrầnThị Tẹo(52)
Xuân Hoa, Nghi Xuân, Hà Tĩnh
T
Xóm 5 xã Cổ Đạm, Nghi Xuân, HT,
Trần Anh
1 H L T
Qui trình nhân bản gen ty thể
1 2 3 4
DNA tách từ mẫu máu của 3 thân nhân LS (Hường, Lan, Tôn)
Lan 1 2 3 4 5
Hường 1 2 X 3 4 5
Tôn 1 2 3 4 5
Sản phẩm PCR nhân từ DNA xương LS (1, 2 Xương LS, 4 ĐC máu)
2.2 Trình tự nucleotit các mẫu QB1 và QB2
2.3.Kết quả so sánh trình tự nucleotit
So sánh trình tự gen HV1 của Di hài LS, máu ông TĐ Tôn và bà TT Tẹo
LS_ : CTCCACCATTAGCACCCAAAGCTAAGATTCTAATTTAAACTATTCTCTGTTCTTTCATGGGGAAGCAGATTTGGGTACCACCCAAGTATTGACTCACCCATCAACAACCGCTA : 113 Teo : ............................................................................G.................................... : 113 T§Ton : ................................................................................................................. : 113 120 * 140 * 160 * 180 * 200 * 220 LS_ : TGTATTTCGTACATTACTGCCAGCCACCATGAATATTGTACAGTACCATAAATACTTGACCACCTGTAGTACATAAAAACCCAACCCACATCAAAACCCCCTCCCCATGCTTA : 226 Teo : .....C...................................G..........................................T............................ : 226 T§Ton : ................................................................................................................. : 226 * 240 * 260 * 280 * 300 * 320 * 34 LS : CAAGCAAGTACAGCAATCAACCCTCAACTATCACACATCAACTGCAACTCCAAAGCCACCCCTCACCCACTAGGATACCAACAAACCTACCCACTCTTAACAGCACATAGTAC : 339 Teo : ...................C............................................G.............................C..C.....T......C.. : 339 T§Ton : .......A......................................................................................................... : 339 0 * 360 * 380 * 400 * 420 * 440 LS_ : ATAAAGCCATTTACCGTACATAGCACATTACAGTCAAATCCCTTCTCGTCCCCATGGATGACCCCCCTCAGATAGGGGTCCCTTGACCACCATCCTCCGTG : 440 Teo : ................................................C.................................................... : 440 T§Ton : ..................................................................................................... : 440
Mau NH Vu kh¸c mau ton 1 nucleotit (gièng nhau 99,772%) vµ kh¸c mÉu cña bµ TÑo 11 nucleotit (gièng nhau 97,5%).
•
Kết luận • Kết quả phân tích trình tự gen của ty thể cho thấy gen của hài cốt liệt sỹ Hồ sơ PA02001 trùng với gen của ông Trần Đức Tôn là con trai dì (già) ruột LS. Nguyễn hữu vu, thạch hà trình tự gen của hài cốt liệt sỹ Hồ sơ PA02001 không trùng với gen của bà trần thị tẹo là em ruột Liệt sỹ trần tỷ, nghi xuân. • Kết hợp với những thông tin khác cho phép kết luận HàI cốt là
của Liệt sỹ Nguyễn Hữu Vu.
Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc _________________________________________
Giấy xác nhận Kết quả giám định gen hàI cốt liệt sỹ
Viện Công nghệ sinh học thuộc Trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia
Xác nhận mẫu hàI cốt do gia đình bà ngô Thị Hoà yêu cầu giám đinh gen là của liệt sỹ Nguyễn Hữu Vu
Hà nội, ngày tháng năm 2003 Viện trưởng
Lê TrầnBình
Hồ sơ số: PA02001
Ngày 17/7/2003 HàI cốt liệt sỹ Nguyễn Hữu Vu được qui tập về quê nhà
Ngày 27/7/2003 bà Phạm Thị Bình là Mẹ của LS Nguyễn Hữu Vu được truy tặng danh hiệu Bà mẹ việt Nam anh hùng
Tờ khai gia đình có Liệt sỹ chưa tỡm thấy mộ qui mụ toàn quốc (~300.000)
Trung tõm giỏm định gen 10.000 trường hợp/10 năm -Chi phớ 5 triệu đVN x 10 000 = 50 tỷ= 3 triệu US$
Mẫu máu của thân nhân Liệt sỹ chưa tìm thấy mộ
Mẫu hài cốt vô danh (~10.000)
Kho bảo quản mẫu
Trung tõm giỏm định gen
Phũng Ngõn hàng dữ liệu và Xử lý số liệu
Kết quả giỏm định
Phũng phõn tớch
Tập thể CB Khoa học
![Tài liệu học tập Chuyên đề tế bào [mới nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250906/huutuan0/135x160/56151757299182.jpg)
