PH N I: M Đ UẦ Ở Ầ
Công ngh sinh h c là ngành mũi nh n hi n đang đ c c th gi i quan tâmệ ọ ọ ệ ượ ả ế ớ
vì có t c đ phát tri n nhanh chóng và đang t o ra cu c cách m ng sinh h c trongố ộ ể ạ ộ ạ ọ
nông nghi p, công nghi p th c ph m, y d c, b o v môi tr ng và m t s lĩnhệ ệ ự ẩ ượ ả ệ ườ ộ ố
v c khác. Nó góp ph n t o ra các gi ng m i và nhân nhanh các gi ng s ch b nhự ầ ạ ố ớ ố ạ ệ
phù h p v i nhu c u c a con ng i.ợ ớ ầ ủ ườ
Công ngh chuy nệ ể gen th cở ự v t ậlà m t b ph n quan tr ng c a công nghộ ộ ậ ọ ủ ệ
sinh h c t bào. Là thành t u c a sinh h c t bào là ng d ng các ki n th c c aọ ế ự ủ ọ ế ứ ụ ế ứ ủ
sinh h c t bào vào th c ti n s n xu t và đ i s ng.ọ ế ự ễ ả ấ ờ ố
A. Công ngh t bào th c v tệ ế ự ậ
Ngày nay nuôi c y mô t bào th c v t đ c ng d ng r ng rãi trong nhânấ ế ự ậ ượ ứ ụ ộ
gi ng nhi u lo i th c v t, ch n dòng ch ng ch u, lai xa, chuy n gen vào cây tr ng.ố ề ạ ự ậ ọ ố ị ể ồ
I. Chuy n gen vào th c v tể ự ậ
1. M đ u ở ầ
Chuy n gen đ c hi u chung là m t quá trình đ a ADN vào t bào. M c dùể ượ ể ộ ư ế ặ
t bào th c v t ch a 3 b genom khác nhau, t n t i trong nhân, ty th và l p th ,ế ự ậ ứ ộ ồ ạ ể ạ ể
nh ng đa s các nghiên c u chuy n gen đ u đ c th c hi n v i b gen c a nhân,ư ố ứ ể ề ượ ự ệ ớ ộ ủ
m t s ít nghiên c u ti n hành v i b gen c a ty th và l p th . Phân t ADN c aộ ố ứ ế ớ ộ ủ ể ạ ể ử ủ
các sinh v t th b c t, ghép và nhi u thay đ i khác trong đi u ki n ậ ể ị ắ ề ổ ề ệ invitro. Nh ngữ
kĩ thu t thao tác cho phép các nhà khoa h c tách m t trình t ADN đ n t m t sinhậ ọ ộ ự ơ ừ ộ
v t ghép v i AND c a m t c th sinh v t khác, t o ra c u trúc g i là AND tái tậ ớ ủ ộ ơ ể ậ ạ ấ ọ ổ
h p.ợ
Công ngh t bào th c v tệ ế ự ậ
Nuôi c yấ
huy n phùề
t bàoế
Nuôi c y baoấ
ph n và h tấ ạ
ph nấ
Nuôi c y vàấ
dung h p tợ ế
bào tr nầ
Công nghệ
nuôi c y phôiấChuy n genể
vào th cự
v tậ
2. C s khoa h cơ ở ọ
Cơsởkhoa học
Một đoạn gen cần thiết
từphân tửADN này
+
Một phân tửADN khác
(gọi là thểtruyền)
ADN tái tổhợp
Cơsởkhoa học
ADN tái tổhợp được
đ aưvào tếbào vi
khuẩn có đặc tính
phát triển nhanh (TB
chủ)
Tếbào chủnhân lên
Phân tửADN tái tổ
hợp nhân lên
nhanh chóng
Đoạn gen cần thiết
cũng được nhân
lên
3. Các đi u ki n c n cho chuy n gen th c v tề ệ ầ ể ở ự ậ
3.1. Vector
Mu n đ a m t gen vào t bào th c v t, tr c tiên nó ph i đ c g n vào m tố ư ộ ế ự ậ ướ ả ượ ắ ộ
vect .Vector là các đo n DNA có kích th c nh cho phép cài ( g n) các đo nơ ạ ướ ỏ ắ ạ
DNA c n thi t, có kh năng tái b n không ph thu c vào s phân chia c a t bào,ầ ế ả ả ụ ộ ự ủ ế
t n t i đ c l p trong t bào ch qua nhi u th h và không gây bi n đ i b genồ ạ ộ ậ ế ủ ề ế ệ ế ổ ộ
c a t bào ch ủ ế ủ
+ Các đ c đi m c a vectorặ ể ủ
- Có trình t ori (origin)ự
- Có trình t nh n bi t c a REự ậ ế ủ
- Có trình t đi u hòa (promotor)ự ề
- Có các gen đánh d u(marker gen )ấ
- Đ m b o s di truy n b n v ng c a DNA tái t h p và không gây bi nả ả ự ề ề ữ ủ ổ ợ ế
đ ng cho t bào ch . Ngoài ra còn c n m t s y u t và trình t c n thi t khácộ ế ủ ầ ộ ố ế ố ự ầ ế
+ Các lo i vector th ng dùng ạ ườ
- Plasmid
- Cosmid
- Phage λ
- Nhi m s c th nhân t oễ ắ ể ạ
- Ti plasmid
- Vector nhi m s c th nhân chu nở ễ ắ ể ẩ
Hình1: C u trúc Vectorấ
+ M t s đ c tính mà m t vect c n có:ộ ố ặ ộ ơ ầ
- Kích th c c a vect càng nh càng t t, vì d dàng xâm nh p vào t bàoướ ủ ơ ỏ ố ễ ậ ế
đ ng th i thu n l i trong quá trình sao chép.ồ ờ ậ ợ
- Vect ph i có kh năng tái b n, nh đó AND trên vect có th sao chép vàơ ả ả ả ờ ơ ể
đ c duy trì trong qu n t bào.ượ ầ ế
- Mang nh ng đ c tính cho phép phát hi n d dàng , đ c mã hoá b i các genữ ặ ệ ễ ượ ở
ch th ch n l c, nh ch a gen ch th đ thao tác trong E.coli và gen ch th khác đỉ ị ọ ọ ư ứ ỉ ị ể ỉ ị ể
ti n hành ch n l c th c v t. Thông th ng là các gen kháng v i kháng sinh, nhế ọ ọ ở ự ậ ườ ớ ờ
đó co th l a ch n đ c vect t m t qu n th l n các t bào.ể ự ọ ượ ơ ừ ộ ầ ể ớ ế
- Ch a ít nh t m t v trí nh n bi t c a enzym gi i h n đ dùng làm v tríứ ấ ộ ị ậ ế ủ ớ ạ ể ị
ghép AND trong t o th tái t h p.ạ ể ổ ợ
3.2 Plasmid:
Vi khu n và m t s vi sinh v t khác có ch a các phân t AND d ng vòng vàẩ ộ ố ậ ứ ử ạ
t ng đ i nh , tách bi t v i nhi m s c th vi khu n và sao chép đ c l p. Nh ngươ ố ỏ ệ ớ ễ ắ ể ẩ ộ ậ ữ
phân t này g i là plasmid và nói chung không thi t y u đ i v i s sinh tr ngử ọ ế ế ố ớ ự ưở
c a vi sinh v t . Chúng th ng cung c p l i th ch n l c đ i v i sinh v t ch nhủ ậ ườ ấ ợ ế ọ ọ ố ớ ậ ủ ư
tính kháng sinh . Vì nh ng đ c tính này, các plasmid đ c s d ng r ng rãi làmữ ặ ượ ử ụ ộ
vect , đ c bi t trong xây d ng các phân t tái t h p ph c t p. Ngoài vi khu n,ơ ặ ệ ự ử ổ ợ ứ ạ ẩ
các virus cũng đ c s d ng làm vect và chúng có th ho t đ ng nh các phânượ ử ụ ơ ể ạ ộ ư
t v n chuy n đ i v i các đo n AND t ng đ i l n.ử ậ ể ố ớ ạ ươ ố ớ