kỹ thuật di truyền và các omics Hỗ trợ và Tải tài liệu miễn phí 24/7 tại đây: https://link1s.com/yHqvN

CHệễNG XII
KYế THUAT DI TRUYEN
VAỉ CAC OMICS
CHƯƠNG XII
KỸ THUẬT DI TRUYỀN VÀ CÁC
OMICS
I- KỸ THUẬT TÁI TỔ HP DNA
II- CÔNG CU NGHIÊN CỨU SINH HOCÏ
III- GENOMICS, PROTEOMICS VÀ CÁC
OMICS KHÁC
IV. CÁC ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ
GEN
VI. LIỆU PHÁP GEN Ở NGƯỜI
•
Vào năm 1972 – 1973, Berg, Boyer và Cohen ở Mó
đã tạo nên phân tử DNA tái tổ hợp in vitro từ ba
nguồn vật liệu di truyền khác nhau. Tiếp theo, 1973
– 1974, nhóm Cohen, Helinski, Boyer đã lần đầu
tiên nhận được DNA tái tổ hợp có hoạt tính sinh
học. Sự khác nhau căn bản của kó thuật mới
với phương pháp cũ ở chỗ cho phép trong điều
kiện thí nghiệm in vitro (trong ống nghiệm) tạo
thành (ghép nối) các tổ hợp có hoạt tính khi
đưa trở vào tế bào sống từ các đoạn DNA
khác nhau có lựa chọn.
Có nhiều thuật ngữ đồng nghóa để chỉ kó
thuật này :
•
– Kó thuật tái tổ hợp DNA (DNA recombinant
technology).
•

– Kó thuật di truyền (Genetic engeneering).
•
– Kó thuật gen (Gene engineering) hay Công
nghệ gen (Genetic technology hay gentech).
•
– Thao tác gen (Gene manipulation).
•
– Tạo dòng phân tử (molecular cloning)
•
Tuy nhiên, khái niệm kó thuật di truyền có nghóa
rộng hơn, bao trùm hơn
I. Kể THUAT TAI TO
HễẽP DNA.
Sụ ủoõ khaựựi quaựựt.
1.Tách DNA plasmid và DNA tế
bào cho (người).
2. Cắt cả hai loại DNA
restriction endonuclease tạo
các đầu so le cố kết. 3. Trộn
2 loại DNA để gắn gen lạ
vào plasmid. 4. Ligase tạo
liên kết hóa trò
(Phosphodiester) . 5.
Chuyển ADN tái tổ hợp vào
tế bào nhận (vi khuẩn
E.coli).
6. Tạo dòng.
1. RESTRICTION ENDONUCLEASE
(RE)

•
- Phân lập từ vi khuẩn, mà 25% có ít nhất 1
RE.
- Trình tự nhận biết (recognition site) trên
DNA mạch kép. Ví dụ
EcoRI: GAATTC  G AATTC
CTTAAG  CTTAA G
- Có 3.000 RE đã được phát hiệän với hơn 230
trình tự nhậän biết
Các dạng đầu mút tạo ra bởi các loại enzyme giới hạn
Enzyme cắt hạn chế (Restriction
endonuclease - RE)
Enzyme cắt hạn chế (Restriction
Enzyme cắt hạn chế (Restriction
endonuclease - RE)
endonuclease - RE)
2. Thu nhận gen .
•
a. Tách các đoạn DNA từ bộ gen.
b. Tổng hợp gen bằng phương pháp hóa học .
•
- Hormone somatostatin
•
- Insulin
•
c. Sinh tổng hợp gen từ mRNA của gen
tương ứng.
a . Tạo các oạn DNA có chứa đ

gen từ bộ gen
•
Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi trong
buổi đầu của kỹ thuật di truyền. Tồn bộ DNA
của một sinh vật được cắt đoạn nhỏ khoảng 15 -
20.000 cặp base bằng lắc cơ học hay bởi các
restriction endonuclease (RE). Các đoạn DNA
ngắn này được gắn vào các plasmid tái tổ hợp,
mà các plasmid này được biến nạp vào tế bào để
tạo dòng đoạn DNA hoặc theo dõi sự biểu hiện
của gen
•
Phương pháp này mang nhiều tính chất
mò mẫm, vì nguyên bộ gen, tức toàn bộ
DNA dài của các sinh vật khác nhau, bị cắt
ra nhiều mảnh ngắn và dò tìm đoạn gen
cần thiết. Do vậy, nó được gọi bằng tiếng
Anh là Shotgun (bắn đạn chài). Tuy nhiên,
nó phải được sử dụng bắt buộc trong lập
ngân hàng gen hay thư viện gen của các
sinh vật, được gọi là ngân hàngDNA bộ
gen (Bank of genomic DNA) hay thư viện
DNA bộ gen (Genomic DNA libraries).
b. Tổng hợp gen bằng phg pháp hóa học
•
Lần đầu tiên vào năm 1977, K. Itakura và
Boyer đã thành công trong việc cho gen tổng
hợp nhân tạo, mã hóa hormone somatostatin
của động vật có vú, biểu hiện trong tế bào
E.coli. Gen somatostatin đã nhận được nhờ biết

cấu trúc peptide của hormone chỉ gồm có 14
amino acid. Sau đó, các dòng E.coli mang gen
tổng hợp khác được tạo ra, chúng sản sinh
hormone tăng trưởng ở người (Somatotropin) và
các hormone peptid khác. Gen hormone tăng
trưởng người gồm 584 cặp nucleotide là gen dài
nhất được tổng hợp nhân tạo vào cuối những
năm 1970.
c. Sinh tổng hợp gen từ mRNA của gen
tương ứng
•
Phương pháp tạo gen từ các mRNA được sử
dụng rộng rãi. Phương pháp này dựa vào phiên
mã ngược nhờ enzyme reverse transcriptase,
DNA-polymerase phụ thuộc RNA. Enzyme tổng
hợp mạch đơn c-DNA (complementary DNA) từ
khuôn mRNA hoặc từ một đoạn RNA tổng hợp
hóa học. Sau đó, DNA polymerase chép mạch
đơn thành c-DNA mạch kép, chính là đoạn gen
không chứa các intron. Nhờ enzyme này có thể
tổng hợp hầu như bất cứ gen riêng biệt nào miễn
có mặt mRNA của nó. Phương pháp này tạo ra
thư viện c-DNA (c-DNA librairies).
LIBRARIES (CÁC THƯ VIỆN GEN)
•
Thư viện DNA bộ gen (Genomic DNA libraries)
•
– Chứa tất cả DN bộ gen của tế bào, gồm một
loạt các đoạn chồng lắp (lots of overlap), có tất cả
các đoạn DNA hiện diện. Nếu đoạn chèn vào là

40 kb, thì sẽ có 75,000 dòng DNA người
•
– Thư viện cDNA – Thư viện các DNA chép từ
mRNA nhờ phiên mã ngược (reverse
Transcription), chỉ chứa các gen có biểu hiện
(only those genes expressed will be represented
Wadsworth Center
3. CÁC VECTOR CHUYỂN GEN
•
- Vector plasmid
•
- Phage lamda
•
- Cosmid = plasmid + trình tự cos (phage
λ)
•
- YAC (Yeast artificial chromosome –NST
nhân tạo của nấm men)
•
- Ti-plasmid từ vi khuẩn Agrobacterium
tumefaciens
•
- Phage M13 (DNA mạch đơn).
Các vector chuyển gen phải thoả mãn các
yêu cầu tối thiểu :
•
– Có các trình tự khởi sự sao chép (ori) để tự sao
chép mà tồn tại độc lập.
•

– Có các trình tự nhận biết, nơi cắt để hở làm
chỗ ráp đoạn gen lạ vào.
•
– Các trình tự điều hòa (promoter) tạo thuận lợi
cho sự phiên mã gen lạ.
•
– Đảm bảo sự di truyền bền vững của DNA tái tổ
hợp.
•
– Có các gen đánh dấu để dễ dàng phát hiện ra
chúng hoặc các gen lạ.
Các vector chuyển gen plasmid
Các vector chuyển gen plasmid


Các vector chuyển gen plasmid
Các vector chuyển gen plasmid


4.363 kp
Plasmid pBR322