Một số khái niệm và kỹ thuật trong công nghệ sinh học

MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ KỸ
THUẬT TRONG CÔNG NGHỆ
SINH HỌC


KHÁNG SINH


Kháng sinh là những chất có khả năng tiêu
diệt vi khuẩn hay kìm hãm sự phát triển
của vi khuẩn một cách đặc hiệu.
Nó có tác dụng lên vi khuẩn ở cấp độ
phân tử, thường là một vị trí quan trọng
của vi khuẩn hay một phản ứng trong
quá trình phát triển của vi khuẩn.







Một số nhóm kháng sinh quan trọng
Penicillin:Là nhóm kháng sinh đầu
tiên được phát hiện ra. Ban đầu
penicillin được chiết xuất từ
nấm penicillin. Bây giờ penicillin được
tổng hợp nhiều từ một số loại hóa chất
khác. Các dòng penicillin gồm có :
Penicillin G và penicillin V : là 2 loại
được tổng hợp lần đầu tiên.







Aminopenicillin : là penicillin bán tổng hợp
gồm có ampicillin, amoxillin...
Các penicillin kháng enzyme penicillinase :
như oxacillin, methicillin, chloxacillin...
Penicilin chuyên dùng để điều trị
vi khuẩn nhóm seudomonas : như piperacillin
, cacbercillin, ticarcillin...




Các cephalosporin
Gồm 4 thế hệ I, II, III, IV. Thế hệ I, II chủ
yếu để điều trị các vi khuẩn Gram(+); thế
hệ III, IV chủ yếu để điều trị
vi khuẩn Gram(-).







Các Aminosid
Có từ nguồn gốc vi sinh, có phổ tác dụng
rộng, chủ yếu trên vi khuẩn Gram(-), theo
nguồn gốc vi sinh có thể chia ra:
Thuốc chiết xuất từ nấm Streptomyces:
Streptomicin, Dihydrostreptomycin,
Kanamycin, Neomycin, Paromomycin,...






Thuốc chiết xuất từ Microspora:
Gentamicin, Sisimicin,...
Sau này, khi thay đổi cấu trúc của các hợp
chất tự nhiên nói trên, người ta thu được
các thuốc bán tổng hợp như: Amikacin,
Netilmicin, Dibekacin,...








Các Chloramphenicol (hay Phenicol)
Nhóm này bao gồm 02 kháng sinh:

Chloramphenicol: thường được gọi là
Chlorocid, được phân lập từ nấm
Streptomyces Venezaclae, nay sản xuất
bằng phương pháp tổng hợp toàn phần.
Có tác dụng điều trị bệnh thương hàn và
sốt phát ban do Rickettsia (là tác nhân
truyền bệnh rận, chấy)
Thiamphenicol: là dẫn chất của
Chloramphenicol, khi thay thế gốc Nitro
bằng gốc Metylsulfon, dung nạp tốt hơn
Chloramphenicol.




Các Tetracyclin
Các Tetracyclin có hoạt phổ rộng (các vi
khuẩn Gram(+) và Gram(-), Rickettsia,
Xoắn khuẩn,..). Chỉ định điều trị bằng cách
kết hợp với các kháng sinh khác để điều trị
các bệnh: Brucella, tả, sốt định kỳ, lậu cầu,
giang mai, viêm đường tiêu hoá, sốt rét,...






Các Marcolid
Erythromycine, Rovamycine…

Các Lincosamid
Lincomycine.


Cơ chế tác động của kháng sinh



Ức chế quá trình tổng hợp của vi khuẩn
(vỏ) của vi khuẩn.
Các nhóm kháng sinh gồm có penicillin,
bacitracin, vancomycin. Do tác động lên
quá trình tổng hợp vách nên làm cho
vi khuẩn dễ bị các đại thực bào phá vỡ do
thay đổi áp suất thẩm thấu.


•
•

Ức chế chức năng của màng tế bào.
Các nhóm kháng sinh gồm có : colistin,
polymyxin, gentamicin, amphoterricin. Cơ
chế làm mất chức năng của màng làm cho
các phân tử có khối lượng lớn và các ion bị
thoát ra ngoài.




Ức chế quá trình sinh tổng hợp protein.
 Nhóm aminoglycosid gắn với receptor trên
tiểu phân 30S của ribosome làm cho
quá trình dịch mã không chính xác.
 Nhóm chloramphenicol gắn với tiểu phân
50S của ribosome ức chế
enzyme peptidyltransferase ngăn cản việc
gắn các acid amin mới vào chuỗi
polypeptide.
 Nhóm macrolides và lincoxinamid gắn với
tiểu phân 50S của ribosome làm ngăn cản
quá trình dịch mã các acid amin đầu tiên
của chuỗi polypeptide.




Ức chế quá trình tổng hợp acid nucleic.
 Nhóm refampin gắn với
enzyme RNA polymerase ngăn cản quá
trình sao mã tạo thành mRNA (RNA
thông tin)
 Nhóm quinolone ức chế tác dụng của
enzyme DNA gyrase làm cho hai mạch
đơn của DNA không thể duỗi xoắn làm
ngăn cản quá trình nhân đôi của DNA.






Nhóm sulfamide có cấu trúc giống PABA
(p aminobenzonic acid) có tác dụng cạnh
tranh PABA và ngăn cản quá trình tổng
hợp acid nucleotid.
Nhóm trimethoprim tác động vào enzyme
xúc tác cho quá trình tạo nhân purin làm
ức chế quá trình tạo acid nucleic.




Miễn dịch (immunity):
Là trạng thái bảo vệ đặc biệt của cơ thể
chống lại các tác nhân gây bệnh (vi sinh
vật và các độc tố của chúng, các phân tử
lạ...) khi chúng xâm nhập vào cơ thể.





Chất sinh miễn dịch và kháng nguyên
Chất sinh miễn dịch (immunogen) là những
chất khi đưa vào cơ thể ở điều kiện thích
hợp có khả năng gây một đáp ứng miễn
dịch, còn kháng nguyên (antigen) là những
chất có khả năng liên kết với kháng thể hoặc
thụ thể đặc hiệu của tế bào limpho T .



Kháng thể
Kháng thể (antibody) là các gamma globulin
Ig) có trong huyết thanh của động vật có khả
năng liên kết đặc hiệu với kháng nguyên đã
kích thích sinh ra nó.




Khi kháng nguyên vào cơ thể sẽ theo dòng
máu và bạch huyết vào hạch lympho, lách
và gan. Kháng nguyên sẽ được tạo thành ở
lách và hạch lympho.








Kỹ thuật ELISA
(Enzyme-Linked Inmunosorbent Assay)
(Kỹ thuật chất hấp phụ miễn dịch gắn enzyme)

Hay còn gọi là phương pháp xét nghiệm hấp

thu miễn dịch liên kết với enzyme.




Dựa trên sự kết hợp giữa kháng nguyên và
kháng thể đặc hiệu, phản ứng tạo sản phẩm
có màu hay phát sáng.







Nguyên tắc:
Sử dụng kháng thể đơn dòng phủ bề mặt
những đĩa giếng.
Nếu có sự hiện diện của kháng nguyên trong
mẫu thì kháng nguyên sẽ tạo phức hợp với
kháng thể cố định trên giếng,và Kháng thể tự
do có gắn Enzyme tạo nên phức hợp kép.








Giữa các bước của ELISA, các protein và các KT
không đặc hiệu, KT không gắn với KN sẽ được lấy đi
nhờ các loại dịch có tác dụng "rửa". Sau bước "rửa"
cuối cùng, chỉ còn KT liên kết với KN được giữ lại.
Sau khi được thêm vào, cơ chất sẽ chịu tác dụng của
enzyme liên kết với KT trong phức hợp KT-KN. Sẽ
tạo màu hay phát quang (biến đổi cơ chất).
Trước đây các cơ chất tạo màu sắc được sử dụng
trong ELISA nhưng ngày nay các chất phát quang
được dùng rộng rãi làm tăng tính đặc hiệu và độ chính
xác của ELISA.


Những kỹ thuật cơ bản trong sinh học
phân tử



Điện di:
Điện di là hiện tượng dịch chuyển của các
vật thể mang điện tích dưới tác động của
điện trường. Sự dịch chuyển này do thành
phần lực điện trong lực Lorentz.






Phương pháp điện di trong gel (keo) thường

được sử dụng để phân li (phân đoạn) DNA,
RNA, oligonucleotide, protein…
Thông thường sử dụng gel agarose và gel
polyacrylamide nhưng gel agarose cho phép
phân li nucleic acid lớn hơn 1 kb, còn gel
polyacrylamide thường dùng để phân li các
đoạn nucleic acid nhỏ hơn 1 kb.