Tạo giống nhờ công nghệ gen

BÀI 20 TẠO GIỐNG
BẰNG CÔNG NGHỆ GEN
1. Khái niệm công nghệ gen
Công nghệ gen là quy trình tạo ra những tế bào hoặc sinh
vật có gen bị biến đổi hoặc có thêm gen mới.
Kĩ thuật ADN tái tổ hợp để chuyển gen từ tế bào này sang
tế bào khác đóng vai trò trung tâm của công nghệ gen.
I. Công nghệ gen
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân2
2. Các bước cần tiến hành trong kĩ thuật cấy gen
a. Tạo ADN tái tổ hợp
ADN tái tổ hợp là một phân tử ADN nhỏ được lắp ráp từ các đoạn
ADN lấy từ các tế bào khác nhau.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân3
E.Restrictaza
ADN tái tổ hợp
TB Vi khuẩn
Gắn đoạn bị cắt vào plasmit nhờ enzim nối Ligaza
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân4
Để tạo ADN tái tổ
hợp cần những
nguyên liệu nào?
-
Gen cần chuyển
-
Thể truyền: là một phân tử ADN nhỏ có khả năng nhân đôi
độc lập với hệ gen của tế bào và có thể gắn vào hệ gen của tế
bào (plasmit, virut, NST nhân tạo…).
-
Enzim giới hạn.
-

Emzim gắn.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân5
Thể truyền
E.Restrictaza
ADN tái tổ hợp
TB Vi khuẩn
Gắn đoạn bị cắt vào plasmit nhờ enzim nối Ligaza
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân6
Nêu các bước tạo ADN
tái tổ hợp.
Các bước tạo ADN tái tổ hợp
-
Tách chiết gen cần chuyển và thể truyền ra khỏi tế bào.
-
Cắt cả 2 loại ADN bằng cùng 1 enzim giới hạn để tạo ra
cùng 1 loại “đầu dính” có thể khớp nối các đoạn ADN với
nhau.
-
Dùng enzim gắn ligaza để gắn chúng lại thành ADN tái tổ
hợp.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân7
b. Đưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào nhận
Dùng muối CaCl2 hoặc dùng xung điện để
làm dãn màng sinh chất tế bào, giúp phân tử
ADN tái tổ hợp dễ dàng đi qua màng.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân8
c. Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
-
Chọn thể truyền có gen đánh dấu.
-

Dùng kĩ thuật nhất định để nhận biết gen đánh dấu,
giúp xác định tế bào nhận ADN tái tổ hợp.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân9
II. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến
đổi gen
Bạn đã nghe
có dê sản
xuất tơ nhên
chưa?
Vậy chuột
biết “hót”
thì thế nào?
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân10
Vậy làm thế nào để
làm biến đổi gen của
sinh vật?
1. Khái niệm sinh vật biến đổi gen
Sinh vật biến đổi gen là sinh vật mà hệ
gen của nó đã được con người làm biến
đổi cho phù hợp với lợi ích của mình
II. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến
đổi gen
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân11
Đưa thêm một gen lạ vào hệ gen.
Làm biến đổi một gen đã có sẵn trong hệ gen.
Loại bỏ hoặc làm bất hoạt một gen nào đó trong hệ
gen.
Các cách làm biến đổi gen sinh vật
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân12
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen

a. Tạo động vật chuyển gen
Mục đích
- Tạo nên giống mới có năng suất và chất lượng cao hơn.
- Tạo sinh vật biến đổi gen ra dùng trong ngành công
nghiệp dược phẩm.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân13
Sơ đồ minh họa
quá trình tạo
cừu biến đổi gen
sản sinh protein
người trong sữa
Phương pháp tạo động vật chuyển gen
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân14
Phương pháp tạo động vật chuyển gen
-
Tạo vectơ chứa gen người rồi chuyển vào tế bào xôma của cừu.
-
Nuôi cấy tế bào xôma của cừu trong môi trường nhân tạo.
-
Chọn lọc và nhân dòng tế bào chuyển gen.
-
Lấy nhân tế bào chuyển gen cho vào tế bào trứng đã bị lấy mất nhân.
-
Cấy phôi đã chuyển gen vào tử cung vào một con cừu khác cho nó mang thai
và đẻ như bình thường. Tạo được cừu chuyển gen.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân15
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân16
Cừu Tracy (1990- 1997 ) tai Scotland, sữa có chứa gen
quy định protein người là α – antitrypsin. Protein này có
tiềm năng điều trị bệnh xơ nang.

Chuột nhắt chuyển gen chứa gen
hoocmon sinh trưởng của chuột cống
(chuột to bên trái nặng 44g so với
chuột cùng lứa bên phải nặng 26g).
Dê biến đổi gen có chứa gen quy
đinh protein tơ nhện. Người ta kéo
tơ nhện từ sữa này để sản xuất áo
chống đạn.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân17
"Con bò vô tính đầu tiên trên thế giới được đặt tên là
Rosita ISA. Nó có thể tạo ra loại sữa chứa protein có trong
sữa người“.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân18
b. Tạo giống cây trồng biến đổi gen
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân19
Cây bông được chuyển gen trừ sâu từ vi khuẩn giúp kháng
sâu hại (bên phải) và cây gen đối chứng (bên trái).
Thí Nghiệm Lúa Quốc Tế
(IRRI) ở Philippines
Công ty công nghệ sinh học
Syngenta
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân20
Giống lúa “ gạo vàng” có khả năng tổng hợp β- caroten (tiền
chất tạo ra vittamin A) trong hạt gạo.
Các nhà khoa học thuộc Viện
nghiên cứu hệ gen thực vật quốc
gia Ấn Độ vừa nuôi cấy thành
công một chủng khoai tây biến đổi
gen.
Hàm lượng protein và amino axit

trong chủng khoai tây này cao hơn
so với khoai tây thông thường.
Gen dùng để nuôi cấy khoai tây
được lấy từ cây mồng gà - một loại
thực vật ăn được.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân21
Các nhà khoa học thuộc ĐH Cambridge (Anh) đã giải mã được loại “gen
đóng” trong lúa gạo, lúa mì, lúa mạch tạo ra loại lúa biến đổi gene có thể trồng
trên đất nhiễm mặn. Qua thí nghiệm có thể phát triển cây trồng trên đất nhiễm
mặn trên toàn thế giới, những vũng đất có thể cung cấp tới 1/3 lương thực cho
toàn cầu.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân22
Công ty SemBioSys Genetics (Canada) đã thành công trong việc
chế tạo insulin từ những hạt cây rum (carthamus) biến đổi gen. Cho
phép chế tạo insulin với giá thấp hơn so với phương pháp hiện nay
sử dụng vi khuẩn lên men.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân23
c. Tạo giống vi sinh vật biến đổi gen
Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người
- Insulin là hormone chức năng điều hòa glucose trong máu.
Khi insulin do cơ thể sản xuất không đủ hoặc mất chức năng sẽ
gây bệnh tiểu đường.
- Gen tổng hợp insulin được tách từ cơ thể người và chuyển
vào vi khuẩn E.coli bằng plasmid. Sau đó, nuôi cấy vi khuẩn để
sản xuất insulin với lượng lớn.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân24
c. Tạo giống vi sinh vật biến đổi gen
Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất somatostatin
- Somatostatin là hormone có chức năng điều hòa
hormone sinh trưởng và insulin đi vào máu.

- Bằng công nghệ gen hiện nay đã tạo được chủng
E.coli sản xuất somatostatin.
2/14/14Đinh Thị Cẩm Vân25