NHẬP MÔN SHPT

GS. TS. Nguyễn Văn Thanh

Lược sử phát triển

Gồm 3 giai đoạn:  Giai đoạn tiền đề  Giai đoạn sinh học ph}n tử ra đời  Giai đoạn sinh học ph}n tử hiện đại

Giai đoạn tiền đề

 1869, F.Miescher (1844-1895) người Thụy Sĩ ph|t

hiện ra 1 chất trong nh}n tế b{o không phải

protein  Nuclein  Acid nucleic

Giai đoạn tiền đề

 1865, Gregor Johann Mendel (1822-1884) các quy

luật di truyền trên đậu H{ Lan

Giai đoạn tiền đề

 Đầu TK XX, Walter Sutton (1877-1916, Mỹ )&

Theodor Boveri (1862-1915, Đức) thiết lập mối

quan hệ giữa Di truyền học v{ Sinh học  Protein hay acid nucleic l{ vật liệu di truyền?

Giai đoạn tiền đề

http://www.genomenewsnetwork.org/resources/timeline/

1910, Thomas Hunt Morgan (1866-1945, Mỹ) x}y

dựng học thuyết di

truyền NST (Nobel 1933)

Giai đoạn tiền đề

 1928, thí nghiệm nổi tiếng của Frederick Griffith

(1881-1941,Anh) thí nghiệm trên phế cầu khuẩn

Streptococcus pneumoniae

Giai đoạn tiền đề

 1944, Oswald Avery (1877-1955, Mỹ), Colin

MacLeod (1909-1972, Canada), và Maclyn McCarty

(1911-2005) công bố ADN l{ vật liệu di truyền

Osward. T. Avery in 1937

Giai đoạn tiền đề

 1952, thí nghiệm Alfred Hershey v{ Martha Chase

chứng minh ADN chứ không phải protein l{ chất

mang TTDT

Giai đoạn tiền đề  1951, Erwin Chargaff (1905-2012, Áo) chứng minh

tỷ lệ A = T; C = G, tỷ lệ A + T/G + C thay đổi theo

loài

Giai đoạn SHPT ra đời

 1953, James Dewey Watson (Mỹ) v{ Francis Harry

Compton Crick (1916-2004, Anh): công bố b{i b|o

về mô hình cấu trúc ADN “một cấu trúc cho deoxyribose nucleic acid” (Nature, 28/04/1953) 

kh|m ph| lớn nhất trong Sinh học của

thế kỷ

Giai đoạn SHPT ra đời 1956, Học thuyết trung tâm (Central dogma) của shpt được Francis Crick đề xuất:

“Thông tin di truyền một khi đã chuyển sang protein thì không thể lấy lại được”

Sao chép ADN

 Tế b{o ph}n chia, ADN phải được sao chép để

đảm bảo TTDT được chuyển cho tế b{o con

Phiên mã ARN

 Qu| trình truyền thông tin từ ADN sang ARN

được gọi l{ phiên mã

Dịch mã protein

 Giai đoạn cuối của sự biểu hiện TTDT trên mARN

th{nh trình tự acid amin tương ứng trong chuỗi

polypeptid

Giai đoạn SHPT ra đời

 1961, Marshall Nirenberg (Mỹ) v{ J. Matthei tìm ra

bộ m~ di truyền đầu tiên

 1966, cùng với H. G. Khorana (Nhật) đ~ giải m~

to{n bộ 64 codon (bộ ba m~ ho|)

Giai đoạn SHPT ra đời

 1961, F. Jacob v{ J. Monod tìm ra cơ chế điều ho{

tổng hợp protein

Giai đoạn SHPT ra đời

 1962, Werner Arber, Daniel Nathans & Haminton

Smith tìm ra enzym cắt giới hạn

 1967, enzym ADN ligase được chiết xuất

Giai đoạn SHPT hiện đại

 Thập niên 70 TK XX, kỹ thuật di truyền tạo nên

cuộc c|ch mạng trong di truyền v{ SHPT: x|c định trình tự nucleotid trên gen  gây đột biến định

hướng cho c|c biến đổi tuỳ ý

 Đầu 1990, nghiên cứu insilico (trên m|y điện to|n)

đ~ tạo thuận lợi cho c|c nghiên cứu Sinh học,

trong đó có

Di truyền học

Giai đoạn SHPT hiện đại

 1970, Hamilton Smith chiết được enzym cắt giới

hạn

 1972, Paul Berg tạo ra ADN t|i tổ hợp trong ống

nghiệm

Giai đoạn SHPT hiện đại

 1973, A.C. Chang và Herbert Boyer, Stanley

Cohen… tạo ra plasmid t|i tổ hợp, ứng dụng trên

E. coli  Thúc đẩy sự ra đời của công nghệ di truyền

Giai đoạn SHPT hiện đại

1977, Walter Gilbert (Mỹ, 1932) v{ Frederick Sanger

(Anh, 1918-2013) tìm ra kỹ thuật

x|c định trình tự ADN

Giai đoạn SHPT hiện đại

 1985, R.K. Saiki v{ K. B. Mullis tìm ra kỹ thuật PCR  ứng dụng trong chẩn đo|n, biến đổi di truyền,

x|c định phả hệ,…

Giai đoạn SHPT hiện đại

Ứng dụng SHPT trong giai đoạn hiện nay:  Nghiên cứu cơ bản về cấu trúc v{ chức năng của

từng gen

 Sản xuất protein hữu ích bằng phương ph|p mới

Giai đoạn SHPT hiện đại

1)1994, cây trồng biến đổi gen được

bán vào Mỹ: cà chua Flavrsavr

2)Thế giới: 1996-2013, 1.7 triệu hecta

=> 175 triệu hecta

3)VN: Theo Hiệp hội Thức ăn chăn

nuôi, trong 8 tháng đầu năm 2013

nhập 1.34 triệu tấn ngô, 87000 tấn

đậu

Ứng dụng SHPT trong giai đoạn hiện nay:  Tạo ra c|c sinh vật biến đổi gen (GMO)

Giai đoạn SHPT hiện đại

Vai trò thực phẩm GMO đến

• Sức khỏe con người: gây dị

ứng, lờn kháng sinh, tạo độc tố

• Môi trường: mang yếu tố chọn

lọc (cây chịu hạn, lạnh) mọc

mạnh tràn lan mất cân bằng

sinh học

Ứng dụng SHPT trong giai đoạn hiện nay:  Tạo ra c|c sinh vật biến đổi gen (GMO)

Giai đoạn SHPT hiện đại

Ứng dụng SHPT trong giai đoạn hiện nay:  Tạo ra c|c sinh vật biến đổi gen (GMO & GMC -

Genetically Modified Organism - Crop)

Giai đoạn SHPT hiện đại

Ứng dụng SHPT trong giai đoạn hiện nay:  Việc ho{n th{nh bản đồ gen người giúp điều trị

ung thư, ph|t triển phôi, biệt ho| tế b{o

Giai đoạn SHPT hiện đại

 Human Genom Project (HGP)  Bắt đầu năm 1990, ho{n th{nh th|ng 2-2001

- Ph|t hiện người chứa 20000-25000 gen (Nhóm nghiên

- Mục đích: o x|c định trình tự trên 3 tỉ cặp base o bắt đầu đưa ra giải ph|p đơn giản để kiểm tra về di

cứu, đứng đầu James Watson)

- có thể biết được những bệnh mắc phải của người: ung

truyền học

thư vú, rối loạn hemostasis, cystis fibrosis c|c bệnh

thận…

Sinh học phân tử là gì?

Một bộ phận của Sinh học, khoa học về sự sống:  Đối tượng nghiên cứu: sự sống cấp độ ph}n tử  Tập trung v{o c|c khía cạnh về cấu trúc  Sao chép v{ biểu hiện của gen  Tương t|c v{ chức năng sinh lý của c|c sản phẩm

của gen

Phương pháp nghiên cứu

 Cô lập gen để nghiên cứu sự biểu hiện, điều hòa…

 Tạo dòng biểu hiện gen

 Khuếch đại gen, đưa đột biến v{o

 PCR

 Phân tách các gen, protein  Lai vết Southern and Northern

 Ph|t hiện gen, nghiên cứu sự biểu hiện

 Điện đi gel

 Ph|t hiện protein, nghiên cứu chức năng protein

 Lai vết Western/ hóa miễn dịch