nhap môn sinh hoc

Đại học Thái Nguyên
Khoa Khoa học Tự nhiên và Xã hội
Báo cáo Nhập môn
CÔNG NGHỆ SINH HỌC




Công nghệ sinh học Phân tử
Công nghệ sinh học Phân tử


Công nghệ sinh học Vi sinh vật
Công nghệ sinh học Vi sinh vật
Công nghệ sinh học Thực vật
Công nghệ sinh học Thực vật


và Động vật
và Động vật




I. Công nghệ sinh học Phân tử
I. Công nghệ sinh học Phân tử
1. Công nghệ gen
1. Công nghệ gen
1.1 Các công cụ
1.1 Các công cụ

-
Enzim: RE, ligase, polimerase, nuclease…
Enzim: RE, ligase, polimerase, nuclease…
-
Vector chuyển gen: Phân tử AND có khả năng tái
Vector chuyển gen: Phân tử AND có khả năng tái
sinh, tồn tại độc lập trong tế bào và mang được
sinh, tồn tại độc lập trong tế bào và mang được
gen cần thiết.
gen cần thiết.
-
Tế bào vật chủ: nuôi được số lượng lớn, có khả
Tế bào vật chủ: nuôi được số lượng lớn, có khả
năng sinh sản nhanh, biểu hiện được gen (nhất là
năng sinh sản nhanh, biểu hiện được gen (nhất là
các gen ở sinh vật bậc cao).
các gen ở sinh vật bậc cao).




Vi khuẩn Escherichia coli
Nấm men S. cerevisiae
Hình 1 + 2
Một số hệ thống
tế bào vật chủ

1.2 Các kĩ thuật và phương pháp cơ bản
1.2 Các kĩ thuật và phương pháp cơ bản
•
Phương pháp tách chiết Axit nucleic
Phương pháp tách chiết Axit nucleic
•
Phương pháp phân lập gen
Phương pháp phân lập gen
•
Lai Axit nucleic
Lai Axit nucleic
•
Tạo AND tái tổ hợp
Tạo AND tái tổ hợp
•
Biến nạp AND tái tổ hợp vào tế bào
Biến nạp AND tái tổ hợp vào tế bào
•
Chọn lọc dòng và nghiên cứu biểu hiện gen
Chọn lọc dòng và nghiên cứu biểu hiện gen
•
Phương pháp xác định trình tự AND
Phương pháp xác định trình tự AND
>> Ứng dụng:
>> Ứng dụng:
Nghiên cứu cấu trúc genome
Nghiên cứu cấu trúc genome
Công nghệ ARN (ARN antisence, iARN, libozyme)
Công nghệ ARN (ARN antisence, iARN, libozyme)
Công nghệ tạo protein tái tổ hợp

Công nghệ tạo protein tái tổ hợp
Tạo sinh vật chuyển gen
Tạo sinh vật chuyển gen




2. Công nghệ protein – enzyme
2. Công nghệ protein – enzyme
2.1 Các bậc cấu trúc
2.1 Các bậc cấu trúc
Hình 3 – Các bậc cấu trúc của protein




2.2 Các phương pháp
2.2 Các phương pháp
-
Phân lập các protein có hoạt tính sinh học mới trong
Phân lập các protein có hoạt tính sinh học mới trong
tự nhiên.
tự nhiên.
-
Sử dụng công nghệ gen tạo ra các protein với các
Sử dụng công nghệ gen tạo ra các protein với các
chủng đã có.
chủng đã có.
2.3 Ứng dụng
2.3 Ứng dụng

-
Protein trị liệu: các yếu tố làm đông máu, tan máu, giữ
Protein trị liệu: các yếu tố làm đông máu, tan máu, giữ
máu không đông; Các hormone và các nhân tố tăng
máu không đông; Các hormone và các nhân tố tăng
trưởng (insulin, glucagon, HGH…); Interferon,
trưởng (insulin, glucagon, HGH…); Interferon,
interleukine; Các vaccine và kháng thể…
interleukine; Các vaccine và kháng thể…
-
Enzym công nghiệp: Các enzym làm biến đổi gluxit
Enzym công nghiệp: Các enzym làm biến đổi gluxit
(amylase, cellulase, isomerase…); Các protease
(amylase, cellulase, isomerase…); Các protease
(rennin, papain, các protease kiềm, trung tính, axit…).
(rennin, papain, các protease kiềm, trung tính, axit…).
-


Một số enzym khác: lipase, Taq, RE, …
Một số enzym khác: lipase, Taq, RE, …




II. Công nghệ sinh học Vi sinh vật (VSV)
II. Công nghệ sinh học Vi sinh vật (VSV)


Đây là một bộ phận lớn nhất của CNSH, nó ra đời

Đây là một bộ phận lớn nhất của CNSH, nó ra đời
sớm nhất và có quá trình phát triển lâu dài nhất, có
sớm nhất và có quá trình phát triển lâu dài nhất, có
nhiều sản phẩm và doanh số cao nhất.
nhiều sản phẩm và doanh số cao nhất.
Hình 4
Một số sản phẩm lên men
truyền thống




1. Các phương pháp chọn và tạo giống VSV
1. Các phương pháp chọn và tạo giống VSV
- Chọn giống:
- Chọn giống:
+ Chọn VSV có năng suất cao trong thời gian ngắn.
+ Chọn VSV có năng suất cao trong thời gian ngắn.
+ Tế bào VSV dễ tách ra khỏi dung dịch.
+ Tế bào VSV dễ tách ra khỏi dung dịch.
+ VSV không gây bệnh, tạo độc tố hay chất có hoạt tính
+ VSV không gây bệnh, tạo độc tố hay chất có hoạt tính
sinh học khác.
sinh học khác.
+ Ổn định về mặt di truyền, kháng lại Bacteriophage.
+ Ổn định về mặt di truyền, kháng lại Bacteriophage.


- Phương pháp:
- Phương pháp:

+ Phân lập trong tự nhiên
+ Phân lập trong tự nhiên
+ Gây đột biến vi sinh vật
+ Gây đột biến vi sinh vật
+ Công nghệ gen
+ Công nghệ gen
+ Kĩ thuật đông khô
+ Kĩ thuật đông khô
Hình 5 – Hệ thống kiểm soát
môi trường lên men




2. Công nghệ lên men
2. Công nghệ lên men
-
Lên men là quá trình biến đổi do VSV thực hiện trong
Lên men là quá trình biến đổi do VSV thực hiện trong
điều kiện hiếu khí hoặc yếm khí.
điều kiện hiếu khí hoặc yếm khí.
- Các sản phẩm của công nghệ lên men
- Các sản phẩm của công nghệ lên men
+ Sinh khối VSV: sản xuất bánh mì, protein đơn bào, chế
+ Sinh khối VSV: sản xuất bánh mì, protein đơn bào, chế
phẩm diệt côn trùng…
phẩm diệt côn trùng…
+ Enzym VSV: amylase, cellulase, protease…
+ Enzym VSV: amylase, cellulase, protease…
+ Các sản phẩm trao đổi chất: rượu, bia, axit amin, axit

+ Các sản phẩm trao đổi chất: rượu, bia, axit amin, axit
hữu cơ, kháng sinh, …
hữu cơ, kháng sinh, …
+ Sản phẩm chuyển gen: protein tái tổ hợp, yếu tố đông
+ Sản phẩm chuyển gen: protein tái tổ hợp, yếu tố đông
máu…
máu…
+ Các sản phẩm chuyển hóa sinh học như vitamin,
+ Các sản phẩm chuyển hóa sinh học như vitamin,
steroid, acrylamide…
steroid, acrylamide…
+ Các đại phân tử sinh học và chất họat động bề mặt
+ Các đại phân tử sinh học và chất họat động bề mặt