Tài liệu Chuyển gene Kỹ thuật di truyền doc

Chuyển gene
Kỹ thuật di truyền

Kỹ thuật di truyền thực vật là sự chuyển
một đoạn DNA lạ, thường là một gene có
chức năng mã hoá cho một thông tin hay
đặc điểm có lợi nhất định vào tế bào thực
vật như khả năng kháng sâu hại, kháng
virus hay kháng thuốc trừ cỏ. Cây tái
sinh từ tế bào chuyển nạp có gene lạ
được lồng vào genome, biểu hiện ra kiểu
hình va di truyền ổn định được gọi là cây
chuyển gene.
Trong các bước trên, kỹ thuật chuyển
gene đóng một vai trò quyết định đối với
kết quả chuyển gene. Chuyển gene vào tế
bào thực vật có thể thực hiện gián tiếp
thông qua vector hay trực tiếp. Sau đây là
ví dụ về sự chuyển qua thông qua Ti-
plasmid của vi khuẩn Agrobacterium
tumefaciens
A. tumefaciens là vi khuẩn gây khối u ở
cây hai lá mầm và phản ứng hình thành
khối u là kết quả của sự kiện chuyển
gene tự nhiên. Mấu chốt của sự hình
thành khối u là Ti-plastmid (Ti: tumor
inducing) của vi khuẩn chứa các gene mã
hoá sinh tổng hợp các horrmon (auxin và
cytokinin) chịu trách nhiệm cho sự hình

thành khối u. Các gene này nằm trong
vùng T-DNA (transfered DNA) của
plasmid. Khi plasmid xâm nhập vào tế
bào của cây, cùng T-DNA được chuyển
vào genome. Đoạn T-DNA là yếu tố di
truyền vận động trong quá trình chuyển
gene.
Ý nghĩa của Agrobacterium trong kỹ
thuật di truyền là khả năng chuyển đoạn
DNA vào tế bào thực vật. Lợi dụng
phương thức chuyển gene tự nhiên các
nhà khoa học thực vật dựa vào kỹ thuật
phân tử điều khiển T-DNA để thiết kế hệ
vector bằng cách lồng đoạn DNA cần
chuyển gắn vào cùng T-DNA của vi
khuẩn, sau đó cho cây nhiễm các vi
khuẩn chứa plasmid đã biến đổi. Để lây
nhiễm người ta nuôi cấy tế bào trần thực
vật, tế bào đơn trong trong mooi trường
lồng, hoặc đặt mô cấy trong dung dịch
huyền phù chứa vi khuẩn có plasmid biến
đổi trong một thời gian nhất định. Quá
trình chuyển nạp thông qua
Agrobacterium gồm các bước sau đây:
- Phân lập gene có ích từ thể cho (DNA
lạ) và nhân gene
- Loại bỏ T-DNA khỏi Ti-plasmid của
các dong vi khuẩn đã chọn lọc
- Chuyền DNA lạ vào Ti-plasmid cùng
với promotor và một gene chỉ thị có khả

năng chọn lọc dễ dàng (ví dụ gene uidA
của vi khuẩn mã hoá β-glucuronidaza
thường gọi là gene GUS, hay gene kháng
kháng sinh).
- Đưa plasmid đã biến đổi vào tế bào
thực vật
- Chọn tế bào được chuyển gene
- Tái sinh tế bào được chuyển gene
- Chọn cây biểu hiện được chuyển (cấy
chuyển gene)
Ở một số loài cây dễ nuôi cấy như khoai
tây và cà chua, các mẫu lá cắt rời được
nhúng vào dung dịch chứa vi khuẩn trong
một thời gian ngắn. Sau đó các mẫu lá
được đưa vào môi trường dinh dưỡng.
Trong khoảng thời gian đó vi khuẩn tiếp
tục sinh trưởng và xâm nhập vào các tế
bào lá rồi tạo ra một số tế bào chuyển
gene. Vì chỉ một phần nhỏ tế bào được
chuyển gene nên cần phải tiến hành chọn
lọc. Việc chọn lọc thông thường dựa vào
gene chọn lọc, đó là gene kháng kháng
sinh hay kháng thuốc trừ cỏ. Sau đó các
mẫu lá được chuyển vào môi trường khác
chứa một chất kháng sinh để diệt
Agrobacterium còn sót lại và một chất