Bài giảng Kỹ thuật gen: Chương 5 - Biểu hiện gen

Chương 5 tập tra về các vector biểu hiện gen và cách chọn dòng trong tế bào eukaryotic, cũng như các kỹ thuật thông số thường trong tinh chế protein. Tinh chế protein là một yếu tố quan trọng trong nghiên cứu khoa học và ứng dụng thực tiễn.

Nhà nghiên cứu, sinh viên về khoa học và công nghệ protein, nhà quản lý các công ty phát triển và sử dụng protein

Trong chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các vector biểu hiện gen, là các vector tách dòng mang các promoter mạnh cho phép đồng thời biểu hiện cả gen chỉ thị và gen tách dòng tạo nên các protein lại. Các loại promoter thường được sử dụng trong vector biểu hiện bao gồm các promter của vi khuẩn như T7 promoter, T3 promoter,... Hoặc các promoter mạnh của nấm men như PGK promoter, ADH I promoter, GAL promoter, AOX I promoter,.... Sau đó, chúng ta cũng sẽ tìm hiểu về cấu trúc và cách sử dụng của một số vector biểu hiện gen cho tế bào động vật, thực vật và vi sinh vật. Sau khi tìm hiểu về các loại vector biểu hiện gen, chúng ta sẽ quay trở lại với việc tinh chế protein. Phá vỡ tế bào và chiết rút protein là hai giai đoạn quan trọng trong quá trình tinh chế protein. Phá vỡ tế bào bằng các biện pháp cơ học như nghiền với bột thủy tinh hoặc cát thạch anh, làm đồng hóa bằng thiết bị nghiên đồng thể (homogenizator). Sau đó, người ta tiến hành chiết rút protein enzyme bằng các dụng dịch đệm thích hợp, dung dịch muối trung tính hoặc bằng nước đối với protein enzyme nội bào. Loại bỏ các tạp chất là giai đoạn quan trọng trong quá trình tinh chế protein. Người ta thường dùng phương pháp thẩm tích (dialysis) đối nước hay đối các dung dịch đệm loãng hoặc bằng cách lọc qua gel sephadex. Ngoài ra, người ta cũng có thể dùng kết hợp nhiều biện pháp khác nhau để loại bỏ các tạp chất. Các kỹ thuật thông số thường trong tinh chế protein bao gồm ly tâm, thẩm tích, sắc ký lọc gel, sắc ký trao đổi ion và kết tinh protein. Ly tâm được sử dụng để tách các phần khác nhau khỏi dung dịch. Thẩm tích là sự khuếch tán vi phân qua màng vốn không thấm đối với những chất keo hòa tan (protein, một số các polysaccharid) nhưng thấm đối với các dạng dịch các tinh thể. Sắc ký lọc gel dựa vào sự khác nhau về kích thước, hình dạng và phân tử lượng của protein enzyme có trong hỗn hợp để tách chúng ra. Sắc ký trao đổi ion dựa vào sự khác nhau về điện tích tổng số của các protein enzyme. Kết tinh protein là phương pháp đặc hiệu tốt nhất để tách từng phần protein enzyme ở giai đoạn tinh chế cuối cùng.