NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC - CHƯƠNG 4 ppt

CH Ư ƠNG IV CÁC ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ GEN I- KHAI THÁC DNA CÁC BỘ GEN II- CÔNG NGHỆ RNA III-CN PROTEIN TÁI TỔ HP IV-CHẨN ĐOÁN PHÂN TỬ V. CÁC VI SINH VẬT CHUYỂN GEN VI. CÁC THỰC VẬT CHUYỂN GEN VII. CÁC ĐỘNG VẬT CHUYỂN GEN VII. CÁC ỨNG DỤNG CỦA KTDT ĐỐI VỚI CON NG Ư ỜI 1. Genomics. • Cho đến đầu những năm 1970, DNA là phân tử của tế bào khó phân tích sinh hóa nhất. Đến nay, DNA là phân tử dễ phân tích nhất : cóthểtách từng đoạn đặc hiệu của bộ gen, nhân bản chúng với số lượng vô hạn và giải kí tự chuỗi của chúng ngay trong đêm. Từ 1990 đến nay, việc giải kí tự chuỗi DNA của hàng loạt sinh vật mô hình đã được thực hiện. •I- KHAI THA Ù C DNA CA Ù C BO Ä GEN Ca ù c loa ï i bản đồ : a. Di truyền tế bào. b. Liên kết. C. Vật lý. d. Kí tự chuỗi [...]... hình thành là Y học cá thể hóa (Individualized medecine) • Sự phân tích SNP sẽ giúp tìm ra cơ sở di truyền học trong sự khác nhau của từng người về khả năng toán học, trí nhớ, thể thao,… • f) Thời đại sau bộ gen Thời đại sau bộ gen (Post−Genomics Era) đã bắt đầu với các dấu hiệu : – Sử dụng các công cụ và công nghệ để khai thác bộ gen người – Sinh học phát triển ở mức cao hơn như Sinh học các hệ thống... gen người – Sinh học phát triển ở mức cao hơn như Sinh học các hệ thống (the Systems Biology) – Sự phát triển hàng loạt các công nghệ then chốt (key tehnologies) mới như Tin sinh học (Bioinformatics), Biochip và microarrays, Công nghệ sinh học nano (Nanobiotechnology),… II CÔNG NGHỆ RNA – Thập niên 1980 : phát hiện ribozyme (1981) là các RNA có khả năng xúc tác và quá trình splicing trong phiên mã ở... protein-RNA : – Sự nhại lại cấu trúc – Sự nhại lại chức năng Đây là một hướng mới hứa hẹn nhiều ứng dụng trong tương lai, khi tổng hợp các phân tử RNA có thể thực hiện tự động bằng máy III CÔNG NGHỆ PROTEIN TÁI TỔ HP • Công nghệ gen cho phép sản xuất nhiều loại protein tái tổ hợp (recombinant protein – rprotein) khác nhau không những với số lượng lớn mà còn có chất lượng protein tốt hơn Công nghệ r-protein... sclerosis) 2003 4 Hormone tăng Thiểu năng tăng trưởng người (Growth defiency) 2003 5 Erythropoetin trưởng Thiếu máu 6 t-PA (Tissue Nhồi máu cơ tim cấp plasminogen activator) 7 G-CSF (GranulocyteColony Stimulating Chemotherapy-induced neutropenia 20 04 2005 2006 2 Đột biến điểm đònh hướng và kó thuật chế tạo protein • Một trong những hệ quả quan trọng của KTDT là gây đột biến điểm đònh hướng (site-directed... phương tiện có hiệu quả để đóng hay “làm im lặng” sự biểu hiện của một gen và như vậy nó trở thành công cụ đơn giản và thuận tiện cho xác đònh chức năng gen và các tương tác sinh học giữa các gen Phương pháp đơn giản sản xuất siRNA, được gọi là DNA đònh hướng RNAi (DNA directed RNA interfering – ddRNAi) 4 Các ribozyme • Ribozyme là các phân tử RNA có khả năng xúc tác tự nhiên Chúng có các vùng xúc tác... tựu rất ngoạn mục 1 Sản xuất số lượng lớn các rprotein • Bước đầu, các r-protein (cả các peptide) được sản xuất nhờ các vi sinh vật như E coli hay nấm men Saccharomyces cerevisiae Tiếp theo, các thực vật và động vật chuyển gen (trangenic plants and animals) được sử dụng ở dạng “trang trại gen” (gene farming) Đến nay có hàng trăm r-protein được sản xuất, trong đó hàng chục loại được bán ra thò trường... chưa biết chức năng d) Một số điều ngoài dự kiến • – Ít hơn 2% (1,1 − 1 ,4% ) bộ gen mã hoá cho protein • – 5% đến 28% trình tự được phiên mã ra RNA • – Các trình tự lặp lại (repeated sequences) không mã hoá cho protein (DNA rác) chiếm ít nhất 50% bộ gen người e) Các biến dò và đột biến • Các nhà khoa học đã xác đònh được khoảng 1 ,4 – 2,0 triệu điểm có sự khác nhau 1 base trên DNA giữa các cá thể người... nâng cao chất lượng protein a) Bổ sung các cầu nối disulfide • Sự bổ sung cầu nối S-S làm tăng tính bền vững của protein với nhiệt độ, pH cực đoan b) Tăng hoạt tính enzyme • - Tăng ái lực với cơ chất : • - Thay đổi cofactor : • - Thay đổi tính ổn đònh và đặc hiệu của enzyme : c) Các thay đổi đa dạng khác • Hầu như tất cả các tính chất của serine protease này đã được biến đổi như: tốc độ xúc tác, tính... rõ hơn, nhất là kiểm soát sau phiên mã (posttranscriptional regulation) Phát hiện các RNA mới như RNA interfering hay RNAi và microRNA • – Từ 2000 : xác đònh mạng lưới RNA trong tế bào và hình thành công nghệ RNA 2 Antisense RNA (Phản RNA) • Những RNA được sao chép từ mạch bổ sung với mạch mã gốc tạo ra mRNA có trình tự nucleotide ngược chiều (do đó gọi là antisense) 3 RNA can thiệp (Interfering RNA... những thay đổi trên protein • Thế hệ r-protein đầu tiên vẫn giữ nguyên trạng cấu trúc phân tử của chúng Kó thuật mới tạo ra thế hệ protein mà các phân tử được cải biến chi tiết để có nhiều đặc tính ưu việt hơn Sử dụng đột biến điểm đònh hướng thay thế các amino acid then chốt để nâng cao chất lượng protein a) Bổ sung các cầu nối disulfide • Sự bổ sung cầu nối S-S làm tăng tính bền vững của protein . CH Ư ƠNG IV CÁC ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ GEN I- KHAI THÁC DNA CÁC BỘ GEN II- CÔNG NGHỆ RNA III-CN PROTEIN TÁI TỔ HP IV-CHẨN ĐOÁN PHÂN TỬ V. CÁC VI SINH VẬT CHUYỂN GEN VI. CÁC THỰC VẬT CHUYỂN. Sử dụng các công cụ và công nghệ để khai thác bộ gen người. – Sinh học phát triển ở mức cao hơn như Sinh học các hệ thống (the Systems Biology). – Sự phát triển hàng loạt các công nghệ then. then chốt (key tehnologies) mới như Tin − sinh học (Bioinformatics), Biochip và microarrays, Công nghệ sinh học nano (Nanobiotechnology),… II. CÔNG NGHỆ RNA – Thập niên 1980 : phát hiện ribozyme