KỸ THUẬT DI TRUYỀN

KỸ THUẬT DI TRUYỀN (P.1) Mã số môn học: BIO3304 Lớp: K62 CNSH Giảng viên: TS Phạm Thị Thu Hường 5/3/2020 Mục tiêu Hiểu đối tượng công cụ phân tử kỹ nghệ gen, Hiểu phân tích sơ đồ cấu trúc vector nhân dòng vector biểu gen Thiết kế sơ đồ thí nghiệm để nhân dịng biểu thành cơng gen ngoại lai Giải thích lợi việc áp dụng kỹ nghệ gen hệ thống sinh vật ứng dụng chúng công nghệ sinh học đại Nội dung Chương 1: Giới thiệu chung KTDT Chương 2: Gen biểu gen Chương 3: Các enzyme dùng kỹ nghệ gen Chương 4: Nhân dòng gen Chương 5: Biểu điều hòa biểu gen ngoại lai Chương 6: Ứng dụng KTDT Chương 7: Các vấn đề an toàn đạo đức việc áp dụng KTDT (công nghệ DNA tái tổ hợp) Yêu cầu ü Công nghệ DNA tái tổ hợp hay KTDT gì? ü Các cơng cụ, kỹ thuật bước để tạo phân tử DNA tái tổ hợp? ü Làm để biểu thơng tin mã hóa phân tử DNA ngoại lai vật chủ? ü Có thể cải biến gen ngoại lai nào? ü Đưa DNA ngoại lai vào vật chủ để làm gì? ü Thực tế ứng dụng KTDT giới Việt Nam Cách đánh giá - Thường xuyên (20%) - Giữa kỳ (trắc nghiệm, 20%) - Cuối kỳ (……., 60%) Tài liệu tham khảo v Lê Đình Lương Quyền Đình Thi, 2003 Kỹ thuật di truyền ứng dụng NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội v Glick BR, Pasternak JJ Patten CL (2010) Molecular Biotechnology, Principles and Applications of Recombinant DNA 4th edition AMS Press, Washington D.C v Sambrook, J & Russel, D.W (2001) Molecular cloning protocols: a laboratory manual Cold Harbor Spring Laboratory Press, New York v Lodish H, Berk A et al (2008) Molecular Cell Biology 6th Edition W.H Freeman Company, New York v Wink M (2006) Intrduction to Molecular Biotechnology Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KgaA Weiheim v Watson JD, Gilman M, Witkowski J.A, Zoller M J (1992) Recombinant DNA 2nd Edition W.H Freeman & Co New York CHƯƠNG – MỞ ĐẦU Ø Phân biệt CNSH đại CNSH truyền thống Ø Hiểu vai trò KTDT CNSH Ø Nắm tình hình chung phát triển KTDT giới nước CNSH đại CNSH truyền thống - UNESCO (1985): CNSH công nghệ sử dụng phận hay tế bào riêng rẽ thể sinh vật vào việc khai thác sản phẩm chúng - Trường Luật Stanford (1995): CNSH công nghệ chuyển hay nhiều gen vào sinh vật chủ nhằm mục đích khai thác sản phẩm chức gen + Đối tượng tác động CNSH UNESCO xem quan, phận, tế bào chức riêng rẽ sinh vật đối tượng, Trường Luật Stanford: coi gen đối tượng tác động công nghệ Công nghệ sinh học truyền thống Phân lập, sàng lọc, thử nghiệm, lên men vi sinh vật ü Thực phẩm lên men truyền thống (food of traditional fermentations) ü Công nghệ lên men vi sinh vật (microbial fermentation technology) ü Sản xuất phân bón thuốc trừ sâu vi sinh vật (p roduction of microbial fertilizer and pesticide) ü Sản xuất sinh khối giàu protein (protein-rich biomass production) ü Nhân giống vơ tính ni cấy mơ tế bào thực vật (plant micropropagation) ü Thụ tinh nhân tạo (in vitro fertilization) Công nghệ sinh học đại Nghiên cứu ứng dụng tiến khoa học công nghệ cao, áp dụng vào hệ thống sống, hướng tới việc đưa sản xuất quy mô lớn nhằm tạo sản phẩm dịch vụ ü Nghiên cứu genome (Genomics) Nghiên cứu proteome (Proteomics) Thực vật động vật chuyển gen (Transgenic Animal and Plant) Động vật nhân (Animal Cloning) Chip gen (DNA chip) Liệu pháp tế bào gen (Gen and Cell Therapy) ü Công nghệ sinh học nano (Nanobiotechnology) ü Tin sinh học (Bioinformatics) Hoạt chất sinh học (Bioactive Compounds) Protein biệt dược (Therapeutic Protein) ü ü ü ü ü ü ü Vùng khởi đầu chép (Origin of replication) Prokaryote Cấu trúc OriC E coli Eukaryote Quá trình tái DNA Prokaryota Giai đoạn kéo dài Quá trình tái DNA Prokaryota Giai đoạn hoàn chỉnh sợi tổng hợp Sao chép sinh vật nhân chuẩn u Intron exon DNA polymerase (ít 15 loại khác so với vi khuẩn) u Phức hệ chép với tham gia nhiều protein u Điểm khởi đầu chép u Mồi… 55 Diễn biến 3’ ADN Polymerase Sợi trớc ADN Helicase Sợi ADN khuôn Sợi sau ADN Topoisomerase oạn mồi ARN ARN primase Các protein gắn ADN sợi ®¬n ADN - Polymerase Kéo dài chuỗi Cơ chế đảm bảo xác DNA u Nhớ lại cách đánh số thứ tự carbons u Nhớ lại cấu trúc sợi kép song song ngược chiều u Nguyên tắc tổng hợp theo chế bổ sung u DNA polymerase: lỗi 1/ 10,000 bp u Enzymes đọc sửa lỗi u Tỷ lệ lỗi DNA sau hệ thống đọc sửa: ~1/ tỷ bp 58 Quá trình tái Eukaryota Đặc điểm Q trình tái Eukaryota Mơ hình tái Quá trình tái Eukaryota Kết thúc tổng hợp đầu Telomere NST Quá trình tái Eukaryota Cơ chế bảo vệ đầu telomere NST Sai hỏng DNA sửa chữa u Các chất hóa học tia UV u Bản thân tế bào ln có chế sửa chữa DNA bị sai hỏng u Sự cắt bỏ sửa chữa xảy 50 enzymes sửa chữa loại bỏ phần DNA bị sai hỏng u DNA polymerase DNA ligase thay liên kết nucleotide DNA tổng hợp chu kỳ tế bào? 65 ... chương Kỹ thuật di truyền lĩnh vực nghiên cứu trình chuyển thơng tin di truyền quy định tính trạng mong muốn từ sinh vật sang sinh vật khác Nhờ khám phá kỹ thuật di truyền, công nghệ sinh học truyền. .. ü ü ü ü Kỹ thuật di truyền (KTDT) ü Kỹ nghệ gen (genetic engineering) ü Nhân dòng phân tử (molecular cloning) ü Công nghệ ADN tái tổ hợp (recombinant technology) Định nghĩa: KTDT kỹ thuật chuyển... thành u 1970 Enzyme giới hạn phân lập 1973 Cohen Boyer phát triển kỹ thuật di truyền nhân dòng gen ngoại lai u u u 1976 Các kỹ thuật đọc trình tự ADN hồn thiện 1978 Genentech đưa insulin tái tổ