Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 3 - Nguyễn Thị Phương Thảo (tt)

Chia sẻ: Minh Vũ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:108

Thêm vào BST

Báo xấu

157
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Công nghệ sinh học đại cương - Chương 3: Các phương pháp và ứng dụng của công nghệ sinh học động vật, người và y sinh" cung cấp cho người học các kiến thức: Kỹ thuật chuyển gen vào tế bào động vật, công nghệ vaxin và sản xuất kháng thể đơn dòng, chẩn đoán phân tử, dự án genom người và các ứng dụng. Mời các bạn tham khảo

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 3 - Nguyễn Thị Phương Thảo (tt)

1 Nguyễn Thị Phương Thảo ,Bộ Môn CNSH Thực Vật, Khoa CNSH, ĐHNNHN
Nội dung 1. Kỹ thuật nuôi cấy tế bào động vật 2. Công nghệ nhân bản động vật 3. Công nghệ tế bào gốc 4. Kỹ thuật chuyển gen vào tế bào động vật 5. Công nghệ vaxin và sản xuất kháng thể đơn dòng 6. Chẩn đoán phân tử 7. Dự án genom người và các ứng dụng
Kü thuËt chuyÓn gen lµ kü thuËt ®-a mét hay nhiÒu gen l¹ ®· ®-îc thiÕt kÕ ë d¹ng ADN t¸i tæ hîp vµo tÕ bµo chñ cña ®éng vËt lµm cho gen l¹ cã thÓ tån t¹i ë d¹ng plasmit t¸i tæ hîp hoÆc g¾n vµo bé gen tÕ bµo chñ. Trong tÕ bµo chñ, c¸c gen nµy ho¹t ®éng tæng hîp nªn c¸c protein ®Æc tr-ng dÉn tíi viÖc xuÊt hiÖn c¸c ®Æc tÝnh míi cña c¬ thÓ chuyÓn gen. ®èi víi c¸c thÓ nh©n chuÈn, viÖc chuyÓn gen ®-îc xem lµ thµnh c«ng khi gen chuyÓn vµo ®-îc tæ hîp vµo genom cña tÕ bµo chñ, ®Æc tÝnh cña gen chuyÓn n¹p ®-îc duy tr× æn ®inh qua c¸c thÕ hÖ con ch¸u
Ph-¬ng ph¸p chuyÓn gen trùc tiÕp : -ChuyÓn gen nhê phèt ph¸t canxi -ChuyÓn gen nhê xung ®iÖn -ChuyÓn gen nhê vi tiªm -ChuyÓn gen nhê liposom Ph-¬ng ph¸p chuyÓn gen gi¸n tiÕp: nhê virus
Nguyên lý:  c¸c DNA ngo¹i lai ®-îc trén víi CaCl2 sau ®ã ®-îc chuyÓn vµo mét dung dÞch chøa ion phosphat. Mét phøc hîp ®ång ng-ng kÕt (coprecipitate) gi÷a canxi phosphat vµ DNA sÏ ®-îc h×nh thµnh, phøc hîp nµy sÏ ®-îc c¸c tÕ bµo ®éng vËt cã vó tiÕp nhËn khi nu«i cÊy, kÕt qu¶ lµ cã sù thÓ hiÖn gen ngo¹i lai trong tÕ bµo.  KüthuËt nµy cã thÓ sö dông ®Ó ®-a bÊt k× DNA vµo tÕ bµo ®éng vËt cã vó víi môc ®Ých c¸c test thÓ hiÖn chuyÓn n¹p hay biÕn n¹p l©u dµi. C¸c DNA chuyÓn n¹p mang mét gen chØ thÞ chän läc (nh- gen aminoglycoside phosphatransferase) ®Ó gióp cho viÖc thanh läc c¸c tÕ bµo kh«ng tiÕp nhËn DNA.
 Khi cã mét nång ®é tÕ bµo cao vµ t¹o ra mét ®iÖn thÕ cao trong mét thêi gian rÊt ng¾n, lóc ®ã trªn mµng tÕ bµo xuÊt hiÖn c¸c lç nhá, DNA cã thÓ ®i s©u vµo trong tÕ bµo vµ ë mét sè tÕ bµo chóng cã thÓ t-¬ng t¸c víi genome cña tÕ bµo.  M¸y electroporation th-êng ®-îc l¾p ®Æt mét c«ng suÊt æn ®Þnh (vµ c¶ thêi gian g©y xung æn ®Þnh) víi c¸c ®iÖn thÕ biÕn ®æi tõ 500-1500 v/cm. §èi víi hÇu hÕt tÕ bµo, sù thiÕt lËp nh- vËy ®¶m b¶o 20-50% sè tÕ bµo cßn sèng sau khi thùc nghiÖm chuyÓn DNA.  Qu¸ tr×nh chuyÓn gen nhê electroporation ®-îc thùc hiÖn ë nhiÖt ®é phßng cßn c¸c tÕ bµo ®-îc gi÷ liªn tôc trong ®¸ ®Ó kÐo dµi thêi gian më lç c¸c tÕ bµo.
 Tiªm trùc tiÕp ADN ngo¹i lai vµo nh©n tÕ bµo ®éng vËt nhê dông cô vi tiªm víi kim tiªm rÊt m¶nh.  ViÖc chuyÓn gen vµo tÕ bµo ®éng vËt tèt nhÊt lµ chuyÓn vµo mét trong nh÷ng nh©n con cña trøng ®· thô tinh tr-íc khi c¸c nh©n con kÕt hîp víi nhau ®Ó t¹o ra hîp tö l-ìng béi.  NÕu tiÕn hµnh chuyÓn gen ë c¸c giai ®o¹n muén cã thÓ t¹o ra ph«i kh¶m: chØ cã mét sè tÕ bµo cã gen chuyÓn vµo.  B»ng c¸ch chuyÓn gen vµo giai ®o¹n tiÒn nh©n, gen chuyÓn vµo sÏ ®-îc truyÒn cho c¸c thÕ hÖ ph«i tiÕp theo vµ cã thÓ di truyÒn cho con ch¸u.
ThiÕt bÞ chuyÓn gen b»ng vi tiªm
Ph-¬ng ph¸p nµy cho kÕt qu¶ rÊt cao nh-ng sè l-îng tÕ bµo ®-îc xö lý nhá do ph¶i thao t¸c trªn tõng tÕ bµo. Ph-¬ng ph¸p nµy th-êng dïng ®Ó ®-a ADN vµo hîp tö hoÆc c¸c tÕ bµo ph«i sím.
Gene injected into the male pronuclei
Nguyªn lý thiÕt kÕ vect¬ chuyÓn gen liposom  Ph-¬ng ph¸p dùa trªn sù t-¬ng t¸c ion cña DNA vµ thÓ liposome t¹o ra mét thÓ phøc hîp, phøc hîp nµy cã thÓ phãng thÝch c¸c DNA chøc n¨ng vµo tÕ bµo nu«i cÊy  Liposom cÊu t¹o tõ c¸c líp mµng lipid t¹o d¹ng tói, bªn trong chøa n-íc, kÝch th-íc kho¶ng 10 nm ®Õn 1000 nm. Liposom th-êng cã mét líp lipid mang ®iÖn tÝch d-¬ng (lipofectamin) vµ c¸c ph©n tö lipid trung tÝnh - nªn nã cã ®iÖn tÝch d-¬ng (+). Liposom cã thÓ kÕt hîp víi c¸c ph©n tö, hoÆc c¸c chÊt mang ®iÖn tÝch ©m (-) t¹o thµnh phøc hîp æn ®Þnh.  ThiÕt kÕ t¹o vect¬ liposom thùc chÊt lµ t¹o c¸c phøc hîp liposom - DNA. Ph©n tö DNA cã ®iÖn tÝch ©m (-) cã thÓ kÕt hîp víi liposom t¹o nªn c¸c phøc hîp æn ®Þnh, ®-îc sö dông lµm vect¬ chuyÓn gen.
S¬ ®å cÊu tróc vµ ho¹t ®éng cña vect¬ liposom ThiÕt kÕ t¹o vect¬ liposom thùc chÊt lµ t¹o c¸c phøc hîp liposom - DNA. Ph©n tö DNA cã ®iÖn tÝch ©m (-) cã thÓ kÕt hîp víi liposom t¹o nªn c¸c phøc hîp æn ®Þnh, ®-îc sö dông lµm vect¬ chuyÓn gen.
C¬ chÕ ho¹t ®éng cña vect¬ liposom  Vect¬ liposom cã kh¶ n¨ng tiÕp xóc víi mµng tÕ bµo cña c¸c tÕ bµo ®Ých vµ chui qua mµng tÕ bµo, khi ®ã líp c¸c ph©n tö lipid bÞ ph©n huû lµm cho c¸c gen môc tiªu ®-îc ®-a vµo trong tÕ bµo.  Gen môc tiªu cã thÓ ®-îc ®-a vµo trong nh©n, tån t¹i trong nh©n nh- nh÷ng ®¬n vÞ gen ®éc lËp. Trong nh©n c¸c gen môc tiªu cã thÓ cã qu¸ tr×nh t¸i tæ hîp lµm cho gen nµy ®-îc g¾n vµo bé gen cña tÕ bµo chñ.
Sơ đồ chuyển gen nhờ virus vector Khi x©m nhiÔm vµo tÕ bµo, virus cã kh¶ n¨ng chuyÓn bé gen cña nã vµo tÕ bµo chñ. Mét sè nhãm virus cã thÓ g¾n bé gen hoÆc mét sè gen cña chóng vµo bé gen tÕ bµo chñ, t¹o thµnh mét thÓ thèng nhÊt. C¸c gen virus g¾n víi bé gen cña tÕ bµo chñ cã thÓ tån t¹i l©u dµi cïng víi qu¸ tr×nh ph©n chia cña tÕ bµo chñ, t¹o nªn c¸c provirus.
S¬ ®å chuyÓn gen nhê virus
 Tạo giống -Nhiều sinh vật với các đặc điểm ưư việt  Chất lượng thực phẩm -Các thực phẩm khỏe mạnh hơn được sản xuất nhanh hơn  Kháng bệnh -Kháng lại sự lây nhiễm của vi khuẩn
 Tạo các sản phẩm mới -Dê sản xuất tơ nhện  Các test kiểm tra tính an toàn hóa học -Sinh vật sản xuất các enzyme mới www.carleton.c a