Vector chuyển gen

Chia sẻ: Nguyen AAA | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

121
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vector chuyển gen Việc nghiên cứu một gen xác định ở sinh vật eucaryote gặp phải nhiều khó khăn, vì gen đó chỉ là trình tự nhỏ nằm lọt trong toàn bộ gen có kích thước lớn. Để thu nhận lượng gen tinh sạch với hàm lượng lớn người ta phải chuyển và tạo dòng gen đó. Để chuyển gen từ tế bào A (tế bào cho) sang tế bào B (tế bào nhận) chỉ có thể thực hiện bằng cách đính các gen cần chuyển vào một yếu tố trung gian được gọi là đoạn dẫn. Những đoạn dẫn...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Vector chuyển gen

Vector chuyển gen Việc nghiên cứu một gen xác định ở sinh vật eucaryote gặp phải nhiều khó khăn, vì gen đó chỉ là trình tự nhỏ nằm lọt trong toàn bộ gen có kích thước lớn. Để thu nhận lượng gen tinh sạch với hàm lượng lớn người ta phải chuyển và tạo dòng gen đó. Để chuyển gen từ tế bào A (tế bào cho) sang tế bào B (tế bào nhận) chỉ có thể thực hiện bằng cách đính các gen cần chuyển vào một yếu tố trung gian được gọi là đoạn dẫn. Những đoạn dẫn này có khả năng hướng dẫn, vận chuyển các đoạn gen cần nghiên cứu vào tế bào nhận. Đoạn dẫn này chính là các vector chuyển gen. Vector Vector là phân tử DNA nhỏ (ngắn) dạng thẳng hoặc dạng vòng, trong đó, người ta sẽ cài một mảnh DNA (gen quí) cần nghiên cứu. Những mảnh DNA đã được cài gọi là đoạn cài (insert) hoặc DNA ngoại lai hoặc DNA lạ. Các phân tử DNA nhỏ này thường là những thực khuẩn thể hoặc các plasmid mà trong bộ gen của chúng có tín hiệu cần thiết cho chúng tái bản, nhưng chúng lại không biết tái bản (sinh sôi nẩy nở) một mình. Chúng cần đưa vào trong các tế bào chủ (ví dụ như tế bào vi khuẩn chẳng hạn). Những yêu cầu cơ bản của một vector chuyển gen
Vector phải có một vùng nhận biết đối với một enzyme giới hạn loại II. Vùng này sẽ là vùng cài lắp một DNA (gen cần nghiên cứu) đã được xử lý bởi cùng enzyme giới hạn. Thật vậy, mỗi một RE tạo ra một đầu so le riêng, có khả năng gắn với một đoạn DNA mang đầu so le tương ứng. Hơn nữa, các vùng nhận biết này thường được đặt vào giữa các gen chỉ thị để tiện theo dõi sự biểu hiện hoạt động của gen tái tổ hợp. Thông thường, đó là những gen kháng kháng sinh, hoặc gen mã hóa tổng hợp enzyme có khả năng chuyển hoá cơ chất tạo màu dễ phát hiện trên mặt thạch.  Vector phải tồn tại trong tế bào chủ qua nhiều thế hệ và ít gây xáo trộn trong tế bào chủ.  Vector có kích thước càng nhỏ càng tốt để thu nhận lượng DNA tối đa và dễ biến nạp vào tế bào chủ.  Vector phải có khả năng tự sao chép tích cực trong tế bào chủ, không phụ thuộc vào sự sao chép bộ gen của tế bào chủ.  Đảm bảo sự di truyền bền vững của một DNA tái tổ hợp.  Chúng không có khả năng sống sót ngoài tế bào chủ và không chuyển vào tế bào chủ khác bằng con đường tiếp hợp.  Có trình tự điều hoà tạo điều kiện thuận lợi cho việc phiên mã của gen được đưa vào.  Khả năng biến nạp lớn nghĩa là có khả năng thấm tốt vào tế bào chủ của vector mang gen tái tổ hợp.
 Dễ theo dõi sự biểu hiện của gen tái tổ hợp, yêu cầu này là cần thiết cho việc phát hiện dòng cần tìm.  Tinh chế dễ dàng với khối lượng lớn bản sao của gen gắn vào vector. Ngày nay các vector chuyển gen ngày càng hoàn thiện và tiện lợi cho việc sử dụng. Không có vector nào toàn năng cho sự chuyển gen mà cần có sự lựa chọn tùy đối tượng và tùy kích thước đoạn gen cần tạo dòng. Chúng được cấu tạo với nhiều tính chất chuyên biệt để mang được các trình tự nucleotide như mong muốn.
Các loại enzim tổng hợp axit nuclêic Enzyme sao chép một axit nucleic: Quá trình sao chép chuỗi axit nucleic tức là tổng hợp một chuỗi DNA hoặc RNA được tiến hành theo nguyên tắc bổ sung và đối song song. Việc thêm một nucleotide mới được tiến hành theo hướng 5’ → 3’. 1- Enzyme sao chép DNA → DNA Là các enzyme DNA-polymerase I, enzyme T4 DNA-polymerase, Taq polymerase tổng hợp chuỗi DNA từ một khuôn DNA hay còn gọi "enzyme phụ thuộc DNA". 1.1- Enzyme DNA - polymerase I Enzyme DNA-polymerase có nguồi gốc được tách từ vi khuẩn E. Coli, chúng có ba hoạt tính: - Hoạt tính tổng hợp DNA theo hướng 5’ → 3’ và sửa chữa trong sao chép, - Hoạt tính exonuclease theo hướng 3’ → 5’, - Hoạt tính exonuclease theo hướng 5’ → 3’. Ngày nay enzyme DNA-polymerase được dùng chủ yếu để xác định trình tự DNA bằng phương pháp didesoxynucleotide của Sanger, ngoài ra, còn dùng
để tổng hợp mẫu dò có độ phóng xạ cao, hoặc xây dựng các vector từ DNA mạch đơn. Trong thực tế người ta hay sử dụng đoạn Klenow là sản phẩm thủy phân của enzyme DNA-polymerase I, có hoạt tính exonuclease theo hướng 3’ → 5’ và hoạt tính tổng hợp. 1.2- Enzyme T4 DNA - polymerase Có nguồn gốc từ phage T4 xâm nhiễm E. Coli có hoạt tính exonuclease theo hướng 3’ → 5’ . Enzyme này mạnh nên được sử dụng nhiều để tổng hợp mẫu dò có độ phóng xạ cao. 1.3- Enzyme Taq - polymerase Trích li từ vi khuẩn Thermocellus aquaticus, là enzyme chịu nhiệt cao, có tác dụng khuyếch đại tổng hợp DNA. Enzyme này chủ yếu sử dụng để nhân dòng gen trong phản ứng PCR. 2- Enzyme phiên mã ngược (Reverse transferase) Là enzyme có khả năng sao chép bộ gen RNA của retrovirus khi ký sinh trong tế bào chủ tạo ra cDNA, theo chiều 5’ → 3’ cần có mặt của mồi. Đây là giai đoạn cần thiết để tạo ra ngân hàng cDNA. Hiện nay trên thị trường enzyme phiên mã ngược có nguồn gốc từ AMV (Avian Myeloblastosis Virus). Enzyme phiên mã ngược là một DNA- polymerase 5’ → 3’, có các đặc tính sau:
- Là enzyme phụ thuộc RNA, - Tổng hợp DNA theo hướng 5’ → 3’, - Có hoạt tính RNase. Chúng được ứng dụng để thiết lập ngân hàng cDNA hoặc tiến hành phản ứng PCR trên mRNA, ngoài ra, chúng còn được sử dụng để xác định trình tự DNA bằng phương pháp sử dụng các didesoxynucleotide của Sanger. 3- Các enzyme tổng hợp RNA (RNA-polymerase) Có ba loại RNA polymerase được sử dụng nhiều nhất hiện nay là SP6 RNA- polymerse có nguồn gốc từ phage xâm nhiễm Salmonella typhimurium. T3, T7 RNA-polymerase được trích ly từ phage T3 và T7 xâm nhiễm E. Coli. Các enzyme này hoạt động trên sợi khuôn DNA xúc tác sự tổng hợp RNA theo hướng 5’ → 3’. Quá trình tổng hợp không cần mồi nhưng khuôn DNA phải mang promoter đặc trưng của phage. Các enzyme này được ứng dụng để: - Để tổng hợp các mẫu dò RNA đánh dấu phóng xạ trong phòng thí nghiệm. - Nghiên cứu bản phiên mã RNA của một DNA đã được dòng hóa nhờ phương pháp PCR. - Xác định trình tự DNA được gắn trong một vector có mang các promoter đặc trưng của phare SP6, T3 , T7.
Ngoài ra người ta còn dùng enzyme này tổng hợp lượng lớn RNA từ DNA được nối ngay sau promoter thích hợp. 4- Enzyme terminal - transferase Enzyme này được trích ly từ tuyến ức bê. Có các đặc tính: - Terminal-transferase xúc tác gắn cùng một loại nucleotide vào đầu 3’−OH tự do của phân tử DNA để tạo đuôi polynucleotide. Chúng được ứng dụng để: - Thêm đuôi polynucleotide để tạo đầu sole cho phân tử DNA dùng trong kỹ thuật tạo dòng. - Đánh dấu đầu 3’ (OH) của phân tử DNA để xác định trình tự axit nucleic theo Manxam và Gilbert.