KỸ THUẬT PLASMID và ỨNG DỤNG TRONG CHĂN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN
KHOA CHĂN NUÔI THÚ Y


Bài tiểu luận
Hãy trình bày những hiểu biết của em về kỹ thuật plasmit và ứng
dụng của nó trong chăn nuôi thú y?

Lớp : thú y-k44
Nhóm : 4
Năm : 2014

NỘI DUNG CHÍNH:
I. Mở đầu
II. Nội dung
1. Khái niệm plasmit
2. Kĩ thuật Plasmit
3. Ứng dụng của plasmit trong chăn nuôi thú y
III. Kết luận
IV. Tài liệu tham khảo
I. Mở đầu

Plasmid có hiều loại chứa những gen sản xuất
kháng sinh mà chúng ta có thể tận dụng và sản
xuất kháng sinh chữa bệnh cho người và động vật.

Xét về mặt chuyển giao gen trong môi trường,
Plasmid là những phương tiện hết sức linh hoạt
vận chuyển AND từ cá thể này sang cá thể khác.

Khai thác các đặc tính sinh học của plasmid, ngày

nay plasmid được ứng dụng một cách rộng rãi
trong chăn nuôi và di truyền.
II. Nội dung
.
1. Khái niệm plasmid
Plasmid là 1 thể truyền
Plasmid là những phân tử DNA
mạch vòng có khả năng tái bản độc
lập và có kích thước 0,05- 10% kích
thước của nhiễm sắc thể vi khuẩn
Chúng có ở nhiều loài vi khuẩn
và thường không quan trọng đối
với sự sinh trưởng của tế bào.

Sơ đồ minh họa một tế bào vi khuẩn với
plasmid ở bên trong. (1) DNA nhiễm sắc
thể. (2) Plasmids
Sơ đồ plasmid với gene
kháng kháng sinh (1&2) và
một ori(3)
Plasmid thường chứa các
gene hay nhóm gene (gene-
cassettes) mang lại một ưu
thế chọn lọc nào đó cho tế
bào vi khuẩn chứa nó, ví dụ
như khả năng giúp vi khuẩn
kháng kháng sinh. Mỗi
plasmid chứa ít nhất một
trình tự DNA có vai trò vị trí
bắt đầu sao chép (ori hay

origin of replication), mang
lại cho plasmid khả năng tự
sao chép độc lập với DNA
nhiễm sắc thể

Các loại plasmid
•
dựa vào khả năng truyền sang vi
khuẩn khác của chúng:

Plasmid tiếp hợp (conjugative)
chứa các tra-genes, giúp thực hiện
một quá trình phức tạp gọi là tiếp
hợp (conjugation), chuyển một
plasmid sang vi khuẩn khác

Plasmid không tiếp hợp là những
plasmid không có khả năng tự
thực hiện tiếp hợp, vì thế chúng
chỉ có thể được chuyển sang một
vi khuẩn khác khi có sự trợ giúp
(ngẫu nhiên) của plasmid tiếp hợp.
Sơ đồ về tiếp hợp ở vi
khuẩn 1 DNA nhiễm sắc thể.
2 Plasmids. 3 Pilus.
•
Phân loại plasmid là dựa vào chức năng. Có 5 nhóm chính:

Plasmid giới tính mang các tra gene, có khả năng tiếp hợp.


Plasmid mang tính kháng mang các gene có khả năng kháng
lại các thuốc kháng sinh hay các chất độc. Được biết dưới
thuật ngữ R-factor trước khi phát hiện ra bản chất của nó là
plasmid.

Col-plasmid, chứa gene mã hóa cho sự tổng hợp colchicine,
một protein có thể giết chết các vi khuẩn khác.

Plasmid phân hủy, giúp phân hủy các chất lạ
như toluene hay salicylic acid.

Plasmid mang độc tính, làm cho sinh vật trở thành sinh vật
gây bệnh.
2. Kỹ thuật plasmid
NGUYÊN TẮC
Biểu hiện gen mong muốn
Chuyển vào tế bào
đích
AND tái tổ hợp
VectorSinh vật cho gen

Ba giai đoạn của kĩ thuật cấy gen
Tách
ADNnst
tb cho
ADN tái tổ hợp
Tách plasmit
Chuyển
ADNtth vào tb
nhận

Enzim cắt
Enzim cắt
Khái niệm
Các bước của kỹ thuật cấy gen
Bước 1
Bước 2
Bước 3
Là kĩ thuật
chuyển một
đoạn ADN từ
tế bào cho sang
tế bào nhận
bằng cách
dùng plasmit
(hoặc thể thực
khuẩn) làm thể
truyền
Tách ADN NST
của tế bào cho
và tách plasmid
ra khỏi tế bào vi
khuẩn.
Cắt và nối đoạn
ADN của tế bào
cho và ADN
plasmid ở
những điểm xác
định tạo nên
ADN tái tổ hợp.

•
Việc cắt nhờ
enzim cắt
(restrictaza)
•
Việc nối nhờ
enzim nối
(ligaza)
Chuyển ADN
tái tổ hợp vào
tế bào nhận và
tạo điều kiện
cho gen đã
ghép được
biểu hiện.
(tự nhân đôi,
sao mã, dịch
mã tổng hợp
protein)

B1: Tạo ADN tái tổ hợp

Nguyên liệu:
•
ADN chứa gen cần chuyển.
•
Thể truyền : Plasmit (là ADN dạng vòng nằm trong
tế bào chất của vi khuẩn và có khả năng tự nhân
đôi độc lập với ADN vi khuẩn) hoặc thể thực
khuẩn (là virut chỉ ký sinh trong vi khuẩn).

•
Enzim cắt (restrictaza) và enzim nối (ligaza)

Cách tiến hành:
•
- Tách chiết thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế
bào
•
- Xử lí bằng một loại enzim giới hạn (restrictaza) để
tạo ra cùng 1 loại đầu dính
•
- Dùng enzim nối để gắn chúng tạo ADN tái tổ hợp

B2: Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận

Dùng muối CaCl2 hoặc xung điện cao áp làm dãn
màng sinh chất của tế bào để ADN tái tổ hợp dễ dàng
đi qua màng.

B3: Phân lập
dòng tế bào
chứa ADN tái
tổ hợp
•
Chọn thể
truyền có gen
đánh dấu
•
- Bằng các kỹ
thuật nhất định

nhận biết được
sản phẩm đánh
dấu.
•
- Phân lập dòng
tế bào chứa gen
đánh dấu.
3. Ứng dụng của kỹ thuật plasmid trong chăn nuôi thú y
.
Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen
.
3.1: Khái niệm sinh vật biến đổi gen
•.
Khái niệm : Sinh vật biến đổi gen là sinh vật mà hệ gen của nó
đã được con người làm biến đổi phù hợp với lợi ích của mình
•.
Cách làm biến đổi hệ gen của sinh vật:
+ Đưa thêm một gen lạ vào hệ gen của sinh vật tạo ra sinh
vật chuyển gen.
+ Làm biến đổi 1 gen có sẵn trong hệ gen.
+ Loại bỏ hoặc làm bất hoạt một gen nào đó trong hệ gen.

3.2: Tạo giống động vật chuyển gen

* Cách tiến hành :
•
Lấy trứng cho thụ tinh trong ống nghiệm
•
- Tiêm gen cần chuyển vào hợp tử và hợp tử phát triển thành phôi
•

- Cấy phôi đã được chuyển gen vào tử cung con vật khác để nó
mang thai sinh đẻ
•
- Tạo giống bò chuyển gen: có 2 cách

* Phương pháp vi tiêm:
•
Lấy trứng ra khỏi con vật rồi cho thụ tinh trong ống nghiệm.
•
+ Tiêm gen cần chuyển vào hợp tử (nhân non) và nuôi
hợp tử phát triển thành phôi.
•
+ Cấy phôi vào tử cung con cái khác để nó mang thai và
đẻ bình thường g con vật biến đổi gen

Phương pháp cấy nhân có gen đã cải biến:
•
Nuôi tế bào và bổ sung ADN mang gen cải biến.
•
Chọn lọc tế bào thay thế gen.
•
Dung hợp với tế bào trứng đã loại nhân.
•
Tế bào dung hợp được cấy vào bò mẹ.

Thành tựu thu được :
•
- Chuyển gen prôtêin người vào cừu tạo cừu biến đổi gen
sản sinh prôtêin người trong sữa cừu.
•

- Chuyển gen hoocmôn sinh trưởng của chuột cống vào
chuột bạch chuột bạch biến đổi gen có kích thước và →
khối lượng cơ thể gấp đôi chuột bình thường cùng lứa.
Sơ đồ tạo động vật chuyển gen
Chuột chuyển gen horrmone sinh
trưởng (bên phải) và chuột đối chứng
(bên trái)

Dê chuyển gen cung cấp sữa người
Ưu điểm lớn nhất của của dê là thời gian mang thai của chúng
chỉ bằng nửa thời gian mang thai của bò. Hơn nữa, dê đạt đến
tuổi có thể vắt sữa được nhanh hơn bò đến 3 lần. Chúng ít bị
bệnh tật hơn và dù bị bệnh thì bệnh của chúng cũng khác với
bệnh của người".
Elba, thỏ chuyển gen protein
huỳnh quang màu xanh lá cây
3.3 Tạo giống cây trồng biến đổi gen

Tạo ADN tái tổ hợp: tách thể truyền và gen
cần chuyển ra khỏi tế bào.

- Xử lí plasmit và ADN chứa gen cần chuyển
bằng enzim cắt restrictaza.

- Nối đoạn vừa cắt vào plasmit nhờ enzim
ligaza.

- Tái sinh cây từ tế bào nuôi cấy à cây có đặc
tính mới
3.4 Tạo giống vi sinh vật biến đổi gen


Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người

- Insulin là hormone của tuyến tụy có chức năng điều hòa glucose
trong máu. Trường hợp insulin do cơ thể sản xuất không đủ hoặc
mất chức năng sẽ gây bệnh tiểu đường do glucose bị thải ra qua
nước tiểu.

- 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 trên qui mô công nghiệp đáp ứng nhu cầu chữa bệnh cho
con người

Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất somatostatin

- Somatostatin là loại hormone đặc biệt được tổng hợp từ não
động vật, 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

Mục tiêu tạo động vật chuyển gen:

Tạo nên giống mới có năng suất và chất lượng cao
hơn

Sinh vật biến đổi gen có thể được tạo ra dùng trong
ngành công nghiệp dược phẩm (như nhà máy sinh
học sản suất thuốc cho con người)


Mục tiêu tạo giống cây trồng biến đổi gen:

Tạo giống cây trồng kháng sâu hại

Tạo giống cây chuyển gen có đặc tính quí

Tạo giống cây biến đổi gen có sản phẩm được bảo
quản tốt hơn.