báo cáo ''''plasmid vi khuẩn và ứng dụng của plasmid trong công nghệ sinh học''''

TRƯỜNG ĐH SP TP.HCM
KHOA SINH HỌC
SINH 2B-K34
GVHD: Trần Thanh Thủy
SVTH : Lê Hoàng Thái Vinh
Ngô Thị Thanh Trân
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 2
SƠ LƯỢC
I.MỞ ĐẦU
II.NỘI DUNG
II.1. Plasmid vi khuẩn
II. 2. Ứng dụng của plasmid trong công nghệ
sinh học
III. KẾT LUẬN
IV. TÀI LiỆU THAM KHẢO
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 3
I. MỞ ĐẦU
Plasmid có nhiều loại chứa những gen sản
xuất kháng sinh mà chúng ta có thể tận
dụng để 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 ADN từ
cá thể này sang cá thể khác.

June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 4
Khai thác các đặc tính sinh học của

plasmid, ngày nay plasmid được ứng
dụng một cách rộng rãi trong công
nghệ sinh học và di truyền.
Các plasmid của vi khuẩn: pSC101
(trái), plasmid siêu xoắn
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 5
II.NỘI DUNG
II.1. PLASMID VI KHUẨN
1. ĐỊNH NGHĨA PLASMID
Ở vi khuẩn và một số nấm men, ngoài các gen
nằm trong genophore còn có các yếu tố di
truyền ngoài thể nhiễm sắc, gọi là plasmid.
Plasmid là phân tử DNA có kích thước nhỏ (2-
5kb), dạng vòng, nằm độc lập trong tế bào
chất, có khả năng sao chép độc lập, không
phụ thuộc vào sự sao chép DNA nhiễm sắc
thể của vi khuẩn.
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 6
- Mỗi tế bào vi khuẩn có khoảng 20 plasmid.
- Plasmid gồm 8000 ─ 200.000 cặp nucleotit.
- Các Plasmid không phải là các yếu tố nhất
thiết phải có đối với sự sống của tế bào,
nhưng khi có mặt , chúng đem lại cho tế
bào nhiều đặc tính chọn lọc quý giá như
chống chịu với nhiệt độ bất lợi, thuốc màu,
kháng sinh, các chất dinh dưỡng…
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 7

Plasmid có ở rất nhiều loài vi khuẩn: E.coli
và ở nhiều loài trực khuẩn đường ruột và
vi khuẩn Gram âm (RP1, RSF 1030…), ở
tụ cầu khuẩn vàng St.aureus (pT127,
pC194…), ở xạ khuẩn Streptomyces
coelicolor (pSLPI…), ở Rhizobium melitoli
(pSymA, pSymB) v.v…
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 8
Sơ đồ minh họa một tế bào vi khuẩn
với plasmid ở bên trong
(2) Plasmids
(1) DNA nhiễm sắc thể.
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 9
2. HÌNH DẠNG PLASMID
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 10
3. Vòng ADN của plasmid bao gồm 3
phần chính :
- Một vùng ADN gọi là phần
nhân lên, là ký hiệu là ori
(origin)
- Phần ADN khác lớn hơn
được gọi là phần chức năng,
chiếm một phần khá lớn
vòng ADN của plasmid.
- Một phần ADN khác của
plasmid gọi là phần đặc hiệu.
4

(1+2) Phần chức năng
(3) Phần nhân lên
(4) Phần đặc hiệu
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 11
4. PHÂN LOẠI PLASMID
- Một cách để phân nhóm các plasmid là
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 .
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 12
PLASMID TiẾP HỢP
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 13
PHÂN LOẠI PLASMID
+ Plasmid không tiếp hợp là những plasmid
không có khả năng tự thực hiện tiếp hợp.
+ Còn có một nhóm plasmid trung gian gọi là
nhóm di chuyển được (mobilisable). Chúng
chỉ mang các gene cần thiết cho việc di
chuyển.
+ Các plasmid còn lại được xếp vào các nhóm
không tương hợp (incompatibility group), dựa
vào khả năng cùng tồn tại của chúng trong
một tế bào.
June 29, 2014

Thái Vinh + Thanh Trân 14
Một cách khác để phân loại plasmid
là dựa vào chức năng. Có 5 nhóm
chính:
+ Plasmid giới tính (Fertility-(F) plasmid),
mang các tra - gene, có khả năng tiếp
hợp.
+ Plasmid mang tính kháng (Resistance-(R)
plasmid), mang các gene có khả năng
kháng lại các thuốc kháng sinh hay các
chất độc.
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 15
Plasmid mang tính kháng
Lông giới tính
Nhân vk nhận
Nhân vk cho
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 16
Sơ đồ tiếp hợp plasmid mang tính
kháng
Gen kháng kháng sinh
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 17
+ 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.
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 18
5. Sự nhân lên của plasmid:
- Khi tế bào phân chia, plasmid có khả năng tự
nhân lên 1-2 bản sao (đối với plasmid lớn)
hoặc vài chục đến vài trăm bản sao (đối với
plasmid bé).
-
Sự nhân lên của plasmid cũng xảy ra rất
nhanh, trong vòng vài chục phút, đúng như
thời gian trực phân của một tế bào vi khuẩn.
-
Ví dụ như vi khuẩn E. coli chẳng hạn, cứ
khoảng 20 phút là có một chu kì phân chia.
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 19
5.1 Sự nhân lên của plasmid không
tiếp hợp (plasmid ColE1)
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 20
Plasmid tiếp hợp khác với plasmid không
tiếp hợp ở số lượng tồn tại trong một tế
bào. Mỗi một tế bào vi khuẩn chủ chỉ có 1-
2 plasmid F.
Chúng còn khác ở chỗ, plasmid F có khả
năng tạo ra ít nhất là một loại sản phẩm
protein cần thiết để tham gia vào quá trình
nhân lên.
5.2 Sự nhân lên của plasmid tiếp

hợp (plasmid F)
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 21
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 22
6. Phân biệt DNA nhiễm sắc thể
với DNA của plasmid:
DNA nhiễm sắc thể DNA plasmid
•
Nằm trong nhân tế bào.
•
Dạng chuỗi dài, xoắn
kép

Trong ……………………
của vi khuẩn

Dạng ………………

Số nucleotit nhiều

Số …………… (8000 –
200000 cặp)

Không dùng làm thể
truyền các gen

Dùng ……………………
các gen
tế bào chất

vòng
Nu ít
làm thể truyền
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 23
II.2. ỨNG DỤNG CỦA PLASMID
TRONG CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Trong công nghệ sinh học, người ta sử dụng
plasmid làm vectơ để chuyển ghép gen từ tế
bào cho sang tế bào nhận, từ đó nhân dòng
tạo ngân hàng genophore hoặc cho gen biểu
hiện thu sản phẩm protein có hoạt tính sinh
học.
Các Plasmid luôn được cải biến để ngày càng
thuận tiện hơn qua nhiều thế hệ, thuận tiện
cho công nghệ ADN tái tổ hợp.
June 29, 2014
Thái Vinh + Thanh Trân 24
1. VECTOR
- Vector mang các đặc điểm sau:
+ Có điểm khởi sự sao chép (ori ) để tự sao
chép mà tồn tài độc lập trong tế bào.
+ Có các đoạn trình tự nhận biết cho enzym giới
hạn cắt rồi để hở tạo nơi lắp ráp các đoạn gen
lạ.
+ Có đoạn trình tự khởi điểm (promoter).
+ Chứa các gen vô hiệu hóa các đoạn DNA
không mong muốn khi bị gắn nhầm.
+ Có khả năng tự tạo nhiều bản sao.
June 29, 2014

Thái Vinh + Thanh Trân 25
pBR322 - một vector
tạo dòng được dùng
trong DNA sequencing
- với vị trí của khởi
điểm tái bản (ori), các
gene kháng AmpR và
TetR và một số vị trí
của các enzyme cắt
giới hạn.