Bài giảng Kỹ thuật gen - Chương 4: Chọn dòng gene (Tách dòng gene)

Công nghệ tách dòng gen, hay gene cloning, đóng vai trò nền tảng trong sinh học phân tử hiện đại, mở ra cánh cửa cho việc nghiên cứu và ứng dụng gen ở mức độ chi tiết. Kỹ thuật này cho phép các nhà khoa học phân lập và nhân bản các gen riêng lẻ, từ đó tìm hiểu chức năng của chúng và phát triển các ứng dụng công nghệ sinh học. Tầm quan trọng của việc hiểu rõ quá trình tạo ra các phân tử DNA tái tổ hợp và đưa chúng vào tế bào chủ để nhân lên là không thể phủ nhận, là bước thiết yếu để khám phá các cơ chế di truyền và kỹ thuật gen. Chương này sẽ trình bày các nguyên tắc cơ bản và các phương pháp chính của quá trình chọn dòng gen.

Sinh viên và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực sinh học phân tử, công nghệ sinh học, di truyền học và y sinh học.

Chương 4 tập trung vào khái niệm và quy trình chi tiết của kỹ thuật chọn dòng gen (gene cloning), một phương pháp cốt lõi để phân lập và nhân bản các gen riêng lẻ. Quy trình này bao gồm ba bước chính: tạo ra các đoạn DNA mục tiêu, gắn các đoạn DNA này vào một vector phù hợp để hình thành DNA tái tổ hợp, và cuối cùng là biến nạp DNA tái tổ hợp vào tế bào chủ để nhân bản và chọn lọc. Các vector phổ biến được đề cập bao gồm plasmid và phage, bên cạnh các loại khác như cosmid và nhiễm sắc thể nhân tạo. Tế bào chủ có thể là sinh vật nhân sơ hoặc nhân thực, mỗi loại đòi hỏi phương pháp biến nạp khác nhau như biến nạp trực tiếp, chuyển nhiễm hay vi tiêm. Để tạo ra các đoạn DNA, có nhiều cách tiếp cận như tổng hợp cDNA từ mRNA, cắt bằng enzyme giới hạn, cắt cơ học, hoặc tổng hợp hóa học. Việc gắn DNA vào vector được thực hiện thông qua các kỹ thuật như nối đầu bằng, sử dụng phân tử nối, tạo đuôi homopolymer hoặc nối đầu dính. Đặc biệt, quá trình tổng hợp cDNA từ mRNA được minh họa chi tiết, bao gồm các bước sử dụng enzyme sao chép ngược (RTase), DNA polymerase và nuclease S1, cho thấy cách tạo ra DNA sợi kép từ khuôn mRNA, một bước quan trọng trong nhiều ứng dụng gene cloning. Những kỹ thuật này là nền tảng cho nghiên cứu gen, kỹ thuật di truyền và phát triển dược phẩm.