sinh học phân

Trường Đại Học Nông Lâm
Môn: Sinh Học Phân Tử
Các phương pháp chuyển gen vào tế bào
nhận và ứng dụng của chuyển gen
Lớp: KHCT 50
Nhóm: 06
GVHD:


Danh sách nhóm:

•
•
•
•
•
•
•

Nguyễn Văn Luân
Thái Thị Mỹ Uyên
Lê Xuân Thiện
Trần Quang Trung
Trần Công Vĩnh
Trần Văn Đạt
Arat Khải


Nội dung chính

1.

2.
3.
4.

Giới thiệu
Kĩ thuật chuyển gen
Các phương pháp chuyển gen
Một số ứng dụng và thành tựu


1. Giới thiệu

Có nhiều phương pháp làm biến đổi hệ gen của sinh vật, nhưng chủ yếu
bằng 3 cách:

Đưa thêm gen lạ vào hệ gene.
Làm biến đổi một gen đã có sẵn trong hệ gen.
Loại bỏ hoặc làm bất hoạt một gene nào đó.


Khái niệm chung
•

Biến nạp gen ở thực vật là quá trình chuyển một hoặc một số gen ngoại lai vào trong tế
bào thực vật nhằm tạo ra một tính trạng mới mà trước đó cơ thể thực vật đó không có.



Mục đích chuyển gene ở thực vật

 Nghiên cứu và làm sáng tỏ chức năng của một gen quan tâm.
 Làm thay đổi mức độ biểu hiện của một gene nội bào.
 Chuyển các gen quy định các tính trạng mong muốn vào TB để thu nhận TB mới và cây
chuyển gen.


2. Kĩ thuật chuyển gene trên thực vật
Nhờ Agrobacterium Tumefacients
Chuyển gene
gián tiếp
Nhờ virus

Bằng súng bắn gene
THỰC
Bằng xung điện

VẬT

Bằng vi tiêm
Chuyển gene
trực tiếp

Nhờ kỹ thuật siêu âm

Bằng hóa chất

Qua ống phấn

3. Các phương pháp chuyển gene trực tiếp

Xung điện

Súng bắn gen

Trực
Ống phấn

Hóa chất

tiếp

Siêu âm

Vi tiêm


Chuyển gene bằng súng bắn gene

Súng bắn gen (Gene gun) là một thiết
bị sử dụng để đưa thông tin di truyền
vào tế bào, được thiết kế đầu tiên cho
biến nạp DNA ngoại lai vào tế bào
thực vật.


Nguyên lý chung của phương pháp này là sử dụng áp lực của xung khí helium để đẩy
các viên đạn có kích thước nhỏ mang các gene mong muốn (các viên đạn này thường
được làm bằng Au, Tungsten, titanium hoặc volfram), xuyên qua các lớp tế bào, mô

để xâm nhập vào genome thực vật.


Ưu điểm:

-

Có thể chuyển gene vào nhiều loại tế bào và mô.
Bắn một lần được nhiều tế bào.
Quá trình chuyển gen nhanh, thao tác đơn giản.
Các vector mang gene tái tổ hợp đơn giản và chỉ cần một lượng vector nhỏ.

Nhược điểm:

•
•
•

Đòi hỏi thiết bị đắt tiền (không phải phòng thí nghiệm nào cũng có thể đầu tư).
Có thể gây ra sự xáo trộn trật tự của đối tượng chuyển gen.
Tần số biến nạp ổn định thấp.



Chuyển gene bằng xung điện
Khái niệm:



Là phương pháp sử dụng xung điện trong thời gian ngắn để tạo ra các lỗ trên

màng tế bào trần làm cho DNA bên ngoài môi trường có thể xâm nhập vào bên
trong tế bào.


Quy trình:
Tạo dung dịch tế bào huyền phù

Tạo xung điện với hiệu điện thế cao, trong thời gian ngắn

Protoplast bị thủng một số chỗ

DNA thâm nhập, gắn vào hệ gene thực vật

Nuôi cấy protoplast trong môi trường chọn lọc

Nuôi cấy invitro, tái sinh cây

Chọn lọc cây chuyển gene


Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level


Ưu điểm

– Phương pháp này có thể thực hiện với các mô in vivo còn nguyên vẹn.

– Ðoạn DNA ngoại lai được biến nạp có kích thước lớn.
•
•
•
•

Nhược điểm:
Tỷ lệ các tế bào được chuyển gene còn thấp.
Sức sống của tế bào giảm đột ngột khi bị sốc điện.
Việc tái sinh ở một số loài rất khó khăn.


Chuyển gene trực tiếp nhờ hóa chất

Là phương pháp chuyển gene vào
protoplast (tế bào trần) nhờ các chất
hóa học như polyethylene glycol
(PEG) hoặc canxi phosphat.


Nguyên tắc

•
•

Khi có sự tác động của hóa chất thì màng của protoplast bị thay đổi và
protoplast có thể thu nhận DNA ngoại lai vào bên trong tế bào.
Ở nồng độ cao, PEG làm ADN cần biến nạp không còn ở trạng thái hoà tan nữa
mà kết dính lại trên màng sinh chất. Sau đó, bằng cách loại bỏ PEG và xử lý
nồng độ cao của Ca2+ hoặc ở độ pH cao, ADN biến nạp sẽ được chuyển nạp

vào trong tế bào protoplast.


 Ưu điểm:
• Hiệu quả chuyển gen cao, ổn định nếu quá trình biến nạp thành công.
• Không đỏi hỏi thiết bị đắt tiền.
 Nhược điểm:
• Tần số chuyển gene rất thấp do không kiểm soát được quá trình chuyển gene.
• Dễ xảy ra hiện tượng dung hợp TB trần, gây khó khăn trong việc phân tích biểu
hiện gene.
• Tái sinh tế bào trần sau chuyển gene khó khăn.


Chuyển gene bằng vi tiêm

Khái niệm:

Chuyển gene bằng vi tiêm là
chuyển gene trực tiếp vào tế bào
protoplast hoặc TB đơn ( chưa hình
thành vỏ cứng) bằng cách sử dụng
vi tiêm nhỏ, kính hiển vi và các vi
thao tác.


Nguyên tắc

•

Nguyên tắc của phương pháp vi tiêm là một lượng nhỏ DNA được tiêm trực tiếp

vào nhân tế bào phôi trần hoặc tế bào nguyên vẹn một cách cơ học dưới kính
hiển vi.

•

Phương pháp này cho phép đưa gen vào đúng vị trí mong muốn ở từng tế bào
với hiệu quả tương đối cao.


Vi tiêm DNA vào tế bào


 Ưu điểm:
• Có thể tối ưu lượng DNA đưa vào tế bào
• Quyết định được đưa DNA vào loại tế bào nào
• Có thể đưa một cách chính xác thậm chí vào tận nhân và có thể quan sát được
• Các tế bào có cấu trúc nhỏ như hạt phấn và tế bào tiền phôi mặc dù hạn chế về số lượng
•

cũng có thể tiêm chính xác

Có thể nuôi riêng lẻ các tế bào vi tiêm và biến nạp được vào mọi giống cây