Bài-1.-lỊCH-SỬ-VÀ-CÁC-PHƯƠNG-PHÁP-NGHIÊN-CỨU-TẾ-BÀO

Bài giảng Sinh học đại cương – Di truy ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÁI NGUYÊN Biên soạn: BỘ MÔN SINH HỌC Khoa khoa học Biên soạn: Bộ môn Sinh học- Trường Đại học Y Dược – Đại học Thái Nguyên THÔNG TIN CHUNG Tên học phần: Sinh học đại cương Di truyền Số tín chỉ: 1/1 Trong đó: 01 tín lí thuyết (gồm 08 bài) 01 tín thực hành (06 thực hành phịng thí nghiệm) Đánh giá học phần - Chuyên cần : 10% - Bài kiểm tra thường xuyên (01 điểm, 10%) - Giữa học phần: (trung bình thực hành = 01 điểm, 30%) - Thi kết thúc học phần: 01 điểm (50%) THÔNG TIN CHUNG Giáo trình, tài liệu - Sinh học đại cương Di truyền, BM Sinh học - ĐH Y - Dược TN - Sinh học đại cương (Dùng cho Dược sỹ đại học), ĐH Y Hà Nội - Di truyền Y học (Dùng cho Bác sỹ đa khoa), ĐH Y Hà Nội - Sinh học (Dùng cho Bác sỹ đa khoa), ĐH Y Hà Nội - http://www.SinhHoc.edu.vn Một số vấn đề khác THÔNG TIN CHUNG - Một số quy tắc trình học: thời gian, điện thoại, vào lớp v.v… - Lịch thi, đề cương, điểm thi: Website Khoa (www.khcbydtn.edu.vn), website môn (www.fbio.edu.vn), Diễn đàn Sinh viên (www.sinhvienyduoc.net) - Lớp trưởng lập danh sách Điểm Ghi STT Họ tên Xếp theo α-β Ghi số điện thoại bạn lớp trưởng lớp phó …… …… bí thư TX1 TX2 GK Thi SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Bài Lịch sử phương pháp nghiên cứu tế bào MỤC TIÊU - Trình bày được một số phương pháp nghiên cứu tế bào - Nhận biết được tầm quan trọng một số phương pháp nghiên cứu tế bào - Vận dụng được một số phương pháp nghiên cứu tế bào vào thực tiễn NỘI DUNG Gồm hai nợi dung chính: Lịch sử nghiên cứu tế bào học Phương pháp nghiên cứu tế bào học Lịch sử nghiên cứu tế bào học Robert Hooke (1635 - 1703) lần mô tả lỗ nhỏ có vách bao bọc miếng bấc (nút bần) cắt ngang kính hiển vi tự tạo có độ phóng đại 30 lần (năm 1665) Hooke dùng thuật ngữ tế bào (cellula có nghĩa phòng, buồng nhỏ) 1 Lịch sử nghiên cứu tế bào học LeeuwenHoek (1632 - 1723) Đầu kỉ XIX, hai nhà bác học người Đức M Sleiden Theodor Schwann đưa "Học thuyết tế bào" Đến nửa sau kỉ XIX, bào quan hiển vi (Nhân, lục lạp, ty thể,…) phát nghiên cứu Tế bào khẳng định đơn vị cấu trúc chức thể sống 2 Các phương pháp nghiên cứu tế bào học 2.1 Phương pháp kính hiển vi quang học Mục đích: nhằm phóng đại các thành phần cấu trúc tế bào để quan sát tế bào sống, hay tế bào được cố định và nhuộm màu nhờ hệ thống thấu kinh xếp thành kính hiển vi Cấu tạo: KHVQH gồm phần: Phần học: Đế kính, thân khính, mâm kính, mâm xoay, ớng kính, hệ thớng ớc điều khiển Phần quang học: Thị kính, vật kính, hợp tụ quang, đèn (gương) Cách tiến hành: Bước 1: Làm tiêu - Có loại là tiêu sớng và tiêu cố định +Tiêu sống là làm từ mẫu vật sống, soi dung dịch treo gần giống với điều kiện sống tế bào nước cất, glicerin… + Tiêu cố định: Tiêu cố định là mẫu vật được định hình và nhuộm màu Bước 2: Đưa tiêu lên kính hiển vi quan sát - Nhược điểm: Hạn chế phương pháp KHVQH là bị giới hạn việc sử dụng ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 3500A0 đến 7500A0 nên đợ phân giải tới đa là 3000A0 quan sát được cấu trúc hiển vi(đợ phóng đại vài trăm đến vài nghìn lần), không quan sát được cấu trúc siêu hiển vi 2 Các phương pháp nghiên cứu tế bào học 2.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử Mục đích: KHVĐT đời vì hạn chế khơng thể khắc phục được KHVQH Kính hiển vi điện tử sử dụng chùm điện tử có lượng cao (bước sóng 0,004nm điện thế gia tớc 100.000 volt) chiếu xuyên qua quét qua mẫu vật và sử dụng các thấu kính từ để tạo ảnh với đợ phóng đại lớn (có thể tới hàng triệu lần), cho phép phóng đại lên hàng chục vạn lần để KHVĐT quan sát được vật thể có kích thước cỡ nanomet (nm): virus, các đại phân tử sinh học… Cách tiến hành: Muốn quan sát được mẫu vật KHVĐT, ta phải xử lý qua các bước sau: - Cố định mẫu vật glutaraldehyde cacodylate để tạo các liên kết cợng hóa trị các phân tử protein gần nhau, sau là osium tetroxide để ổn định các lớp lipit - Loại bỏ nước khỏi mẫu vật - Tẩm đúc thành khối rắn epoxy để cắt lát siêu mỏng - Nhuộm các chất cản điện tử uranium chì, các phần thấm chất cản điện tử khác thì cho độ đậm nhạt khác và tạo nên ảnh đen trắng màn huỳnh quang phim ảnh Có thể quan sát hình ảnh mẫu vật SEM(kính điển tửKHVĐT quét: quét mẫu vật) và thành phần qua cấu lát cắt Hạn chế:hiển Hạn vi chế là quan sátcác được tế bào sống, trúccủa tự mẫu vật TEMdễ (kính hiển tử truyền qua: ánh sáng xuyên quathể mẫu vật) nhiên tế bào thay đổi,vi ítđiện thơng dụng vì thực khó, có triển khai được sở lớn đầu ngành 2 Các phương pháp nghiên cứu tế bào học 2.3 Phương pháp ni cấy mơ tế bào Mục đính Xác định mối quan hệ các hoạt động sống tế bào và các nhân tố môi trường… + Nghiên cứu các hoạt động sống tế bào phân bào, vận chuyển các chất qua màng… + Nghiên cứu tác động ngoại cảnh đến tế bào: tính chịu hạn, mặn (thực vật), thử th́c, thử chất độc hại, kháng kháng sinh (động vật, người)… +Nghiên cứu bộ NST người + Nuôi cấy tế bào làm vật chủ sống cho vius sản xuất vaccine + Trong sản xuất nông,lâm,ngư nghiệp…gây đột biến, lai tạo giống mới… Cách tiến hành: Nuôi cấy tế bào cần tuân thủ nguyên tắc sau: - Các tế bào được đưa vào nuôi cấy phải trạng thái tự dung dịch treo đẳng trương với nó: Ví dụ các tế bào cơ, gan… phải tách riêng tế bào cắt nhỏ học, enzyme… - Mơi trường ni cấy phải thích hợp các chất dinh dưỡng hịa tan, nhiệt đợ, đợ pH… càng giớng điều kiện sớng tế bào càng tớt - Môi trường nuôi cấy phải tuyệt đối vô trùng, nhiên phải bổ sung vào môi trường chất kháng sinh, kháng nấm và một số trường hợp cụ thể phải bổ sung chất kích thích phân bào, phytohormon, hút thanh… - Có phịng ni cấy, buồng ni cấy và các trang thiết bị chuyên dụng - Có đủ dụng cụ xử lý tế bào sau nuôi cấy tùy theo mục đích ni cấy Hạn chế: Khó tạo mợt mơi trường và điều kiện thích hợp cho một số tế bào đặc biệt, vì ni cấy được chúng Hoặc có tế bào nuôi cấy được tế bào thần kinh 2 Các phương pháp nghiên cứu tế bào học 2.5 Phương pháp siêu ly tâm phân tách Mục đích: Là phương pháp dùng máy siêu ly tâm có tớc đợ quay cực nhanh và kiểm soát được sớ vịng để tách riêng các phân tử đồng Máy siêu ly tâm là một phương tiện nghiên cứu protein, AND, ARN và cho phép xác định trọng lượng phân tử và tách giữ các phân tử này 2.4 Phương pháp ly tâm phân tách Cách tiến hành: Gồm hai bước sau: - Nghiền tế bào điều kiện nhiệt độ thấp và dung dịch đẳng trương có pH ổn định - Làm lắng máy ly tâm với tớc đợ quay cực nhanh khoảng 12000 vịng/ phút Hạn chế: Với bào quan cấu tạo từ nhiều thành phần cấu trúc thì không thu được một cách chọn vẹn Ví dụ bợ máy Gơngi Các phương pháp nghiên cứu tế bào học 2.6 Phương pháp nhiễu xạ tia X Bản chất tia X ánh sáng, bị nhiễu xạ va chạm vào vật chất Đối với tia X, tâm gây nhiễu xạ nguyên tử cấu tạo nên phân tử Mục đích: phương pháp xác định khoảng cách nguyên tử phân tử, từ xây dựng mơ hình cấu trúc khơng gian ba chiều phân tử (axit nucleic, polysaccarit, protein) xác định khoảng cách phân tử giống cấu trúc 2 Các phương pháp nghiên cứu tế bào học 2.7 Phương pháp dùng đồng vị phóng xạ đánh dấu Bản chất phương pháp xác định đường nơi phân bố hợp chất mang nguyên tố đồng vị phóng xạ Mục đích: xác định diễn biến trình sinh hóa, chế tác dụng số chất Hạn chế: phương pháp chưa xác định mối quan hệ tế bào môi trường, nhân tố lý hóa sinh học ảnh hưởng đến hoạt động sống tế bào Các phương pháp nghiên cứu tế bào học 2.8 Phương pháp hóa học tế bào Là phối hợp hai phương pháp KHVQH xử lý hóa học Bản chất tạo sản phẩm màu phát huỳnh quang đặc trưng cho nhóm chất Mục đích phương pháp xác định nhóm chất chuyển hóa Ví dụ: acridin + ADN cho huỳnh quang lục tươi Các phương pháp nghiên cứu tế bào học 2.9 Tự chụp hình phóng xạ Phương pháp dựa vào khả phát nhờ phim ảnh, chất phóng xạ nhân tạo lúc cho chất vào tế bào nuôi cấy vào thể sống Các nguyên tố phóng xạ đưa vào hợp chất thích hợp đưa hợp chất vào tế bào Như 14C, 35S đưa vào acid amin để theo dõi tổng hợp protein, 3H (tritium) đưa vào thymin uracyl để theo dõi tổng hợp ADN ARN Mục đích phương pháp xác định nhóm chất chuyển hóa Ví dụ: acridin + ADN cho huỳnh quang lục tươi