Ứng dụng của di truyền học ppt

Thuật ngữ “di truyền”geneties xuất phát từ gốc Latinh là gentikos nguồn gốc.Di truyền học là một bộ môn của sinh học, chuyên đi sâu nghiên cứu hai đặc tính cơ bản của sự sống là tính di

 Nhóm 2:

 1-Nguyễn Thụy Phú

 2-Quảng Ngọc Trinh

 3-Nguyễn Cao Lê Hiền

 4-Nguyễn Thị Phương Thảo

Thuật ngữ “di truyền”(geneties)

xuất phát từ gốc Latinh là

gentikos (nguồn gốc).Di truyền

học là một bộ môn của sinh học, chuyên đi sâu nghiên cứu hai đặc tính cơ bản của sự sống là tính di truyền và tính biến dị

Khái Quát Về Di

Truyền Học và

Những Ứng Dụng Của Di Truyền Học

Thuật ngữ “di truyền”(geneties)

xuất phát từ gốc Latinh là

gentikos (nguồn gốc).Di truyền

học là một bộ môn của sinh học, chuyên đi sâu nghiên cứu hai đặc tính cơ bản của sự sống là tính di truyền và tính biến dị

4 lĩnh vực ứng dụng chính của di truyền

 1-Công nghiệp

 2-Pháp luật

 3-Nông nghiệp

 4-Y học

I-ỨNG DỤNG DI TRUYỀN

Trong

CÔNG NGHIỆP

Thuật toán di truyền

Thuật toán di truyền

 Một vài ứng dụng hiện nay của công cụ này:

 - Xây dựng cấu hình hệ thống truyền tải

 - Tạo ra các chương trình ngôn ngữ mô tả phần

cứng của hàm số chuyên dụng cao cho những

phương tiện logic lập trình

 - Thiết kế cơ sở kiến thức của bộ điều khiển logic

Đột biến di truyền của vi khuẩn

E Coli

Hai nhà hoá học Karen Draths và John (Mỹ) tiến

hành sản xuất nylon từ loại đường phong phú nhất trong tự nhiên.D-glucoza Đó là các phế liệu nông nghiệp dưới dạng Xenluloza

 Quá trình ban đầu: biến D- glucoza thành

các axit amin như Phenialamin,Tiroxin và Tritophan,dẫn dắt các axit amin này qua hợp chất trung gian là axit 3- Dehidro-

Sikimic (DHS), là chìa khóa để tạo ra Axit Adipic Tăng hiệu suất của DHS đến cực đại bằng cách dùng thể đột biến di truyền của vi khuẩn E Coli kí hiệu bằng mã số

AB2834

 Giai đoạn cuối cùng: axit Muconic chuyển

thành Axit Adipic bằng cách hydro hoá xúc tác trên Platin.

Nylon từ đường D-glucoza

Kỹ thuật di truyền

Chất dẻo khác thường

 Kỹ thuật di truyền còn có thể cung cấp

nhiều loại phân tử nguyên liệu hoá học truyền thống Ví dụ, Metabolic Explorer

có thể chuyển hoá đường gluco thành acrylic, một loại nguyên liệu dùng cho ngành công nghiệp chất dẻo

II-Ứng dụng của di truyền

học trong pháp y

 Viện Công nghệ Sinh học đang

ứng dụng công nghệ gene để giám định hài cốt liệt sĩ

 Từ khi thực hiện đề tài năm 2003 cho

tới nay, Viện đã giám định được 60

trường hợp, trong đó định danh được 36 liệt sĩ.

 Ở Việt Nam, có 3 phương pháp giám

định tìm tên cho liệt sĩ: Giám định

hình thái xương (đòi hỏi hộp sọ phải còn nguyên vẹn) do Viện Pháp y

Quân đội thực hiện, giám định qua di vật do Viện Bảo tàng Quân khu IV

tiến hành và gần đây là phương

pháp giám định hài cốt liệt sĩ bằng kỹ thuật phân tích gene của Viện

CNSH.

 Ban đầu, cần phải lấy mẫu giám định

một cách chuẩn xác, khoa học Đó là một mẩu xương nhỏ không được quá mủn hoặc tốt nhất là một chiếc răng

của liệt sĩ Khi đã được làm sạch, răng hoặc xương được nghiền thành bột

trong nitơ lỏng rồi ngâm vào các hoá chất tinh khiết, chất lượng cao.

 Phân tích cấu trúc di truyền

DNA

ứng dụng trong Y pháp nhận dạng do BS Nguyễn Đình

Nguyên ( Sedney- Australia )

 Về nguyên lý nhận dạng cá thể

sống bằng DNA rất đơn giản, đó

là nguyên lý so sánh và ghép cặp Đối với nhận dạng vết tích thì

người ta đem mẫu DNA của vết

tích so sánh với mẫu DNA dự trữ hoặc với các mẫu nghi ngờ

 Ứng dụng thực tế của công nghệ

điểm chỉ DNA:

 trong ứng dụng nhận dạng con

người các mẫu thu thập cũng tuỳ

theo yêu cầu mà có thể lấy mẫu

máu, tóc, lông, da v v đặc biệt trong nhận dạng tội phạm hình sự, mẫu

thu thập rất đa dạng tuỳ theo tính

chất sự kiện các dấu vết được để lại hiện trường

 Vídụ: người ta đã dùng chỉ số các bộ

băng DNA để xác định thủ phạm

trong một vụ hiếp dâm.có 2 người

đàn ông A và B thuộc diện bị tình

nghi phạm tội,đã được lấy mẫu phân tích đối chiếu với mẫu của người phụ

nữ bị hiếp.qua các phân tích thực

nghiệm chính xác đã xác định ông B

là thủ phạm.

 ứng dụng di truyền học xác định

chính xác huyết thống và nhận dạng người thân trong các vụ thảm họa

 Áp dụng của điểm chỉ DNA trong

nhận dạng tử thi của thảm hoạ

hoả hoạn vừa mới xảy ra trong hạ tuần tháng 10 tại ITC, thành phố

HCM, theo báo cáo của nhà chức trách thì có 60 người tử vong, do

sự huỷ hoại của lửa, 7 tử thi

không có khả năng nhận dạng

 Các bước cần phải làm là chỉ cần

thu mẫu mô bệnh phẩm, rồi lấy

mẫu của thân nhân có người mất tích nghi ngờ trong vụ hoả hoạn Chế khắc nhược điểm của mô bị cháy, nhiễm bẩn và sử dụng kỹ

thuật phân tích PCR/STR

III-ứng dụng di truyền học trong nông nghiệp

1-Mục đích:

Trong trồng trọt : phát triển nông nghiệp bền vững để giải quyết nạn đói những năm 2025-2030 và đáp ứng nhu cầu

gia tăng mạnh cho chăn nuôi, thực

hiện chức năng mới như sản xuất hóa chất và dược phẩm

Trong chăn nuôi: tăng hiệu quả cải

thiện giống và nhân giống, cung cấp

các sản phẩm mới như dược phẩm và

cơ quan cấy ghép.

1-ứng dụng di truyền trong

trồng trọt

 CÂY LÚA:

 Ở đồng bằng Sông Cửu Long: đã tạo được

các giống lúa OM1490, OM2517, OM3536, OM2717, OM2718, OM3405, OM4495,

Ruộng lúa chuyển gen

 Cây đậu tương:

 Giống DT 96 được trồng nhiều ở An

Giang

 Đặc tính:hạt to, sinh trưởng 80-85 ngày,

chất lượng cao(protein 43%), kháng bệnh đốm nâu, gỉ sắt, sương mai, kháng thuốc diệt cỏ, chịu hạn-úng-nóng-lạnh, năng

suất trung bình từ 18-35 tạ/ha Thích ứng

3 vụ: xuân, hè đông trên các vung sinh

thái của cả nước

 Một số loại đậu tương khác như:DT2001,

 Cây ngô:

 Ở các tỉnh Miền Bắc, Tây Nguyên, Đông

Nam Bộ đã có những giống ngô mới

như:LVN14, LVN15, LVN18, LVN37,

LVN885, LVN61

 Đặc tính:Thời gian sinh trưởng ngắn và

trung ngày, khả năng chịu hạn và chịu

bệnh tốt, năng suất cao

 Phương pháp: tạo dòng tự phối, thụ phấn

cận huyết, nuôi cấy bao phấn.Chuyển

gen Bt kháng sâu vào cây ngô bằng vi

 Một số giống cây khác:

 Bạch đàn, hoa lili, hồng môn, gỗ tếch,

Trầm Hương

 Phương pháp:Tạo phôi trực tiếp từ lát

mỏng tế bào(để nâng cao hệ số nhân

giống)

 Khoai tây, cà chua, dâu tây, cải dầu,bí,

hoa lan ở Lâm Đồng

 Phương pháp: nhân giống bằng nuôi cấy

mô

o

Đu đủ chuyển gen kháng virus

Cà chua, khoai tây chuyển gen

 Cà chua chín chậm

Cải dầu chuyển gen

Các cây chuyển gen khác

Cây trồng Tính trạng Số giống

chuyển gen

bông Có hàm lượng

acid béo chuyển đổi

Các cây chuyển gen khác

Cây trồng Tính trạng Số giống

chuyển gen

Củ cải đường Chống chịu

thuốc diệt cỏ 3Cải dầu Chống chịu

thuốc diệt cỏ 19

Có hàm lượng acid béo

chuyển đổi

2

Các cây trồng chuyển gen khác

ngô Kháng sâu

Chống chịu thuốc diệt cỏ 10

Cả 2 đặc tính trên 13Kháng sâu

hại rễ 2

Các cây chuyển gen khác

Khoai tây Kháng sâu

bệnh/chống chịu thuốc diệt cỏ

3

Kháng sâu

Kháng sâu bệnh/kháng 6

Hình 2.3 Hiệu quả kháng thuốc diệt cỏ ở thuốc lá chuyển gen

Các giống lan cấy mô

 Den Blussing Den SALAYA PINK

Hình 2.1 Tỷ lệ (%) của các loại cây biến đổi gen được đưa vào sản xuất.

2-ứng dụng di truyền trong chăn nuôi

 Kháng nguyên di

truyền giúp dự

đoán số con trong

lứa heo

 Phương pháp:

 đưa tổ hợp gen, cấu trúc của hormone

sinh trưởng và promoter methallothionein vào gia súc, cấy chuyển phôi, biến nạp

gen, tạo dòng vô tính

 Kết quả: thành công ở thỏ, lợn, bò, cừu

Hình 3.2 Cá hồi chuyển gen hormone sinh trưởng có trọng lượng lớn gấp 11

lần so với đối chứng.

Heo chuyển gen

IV-ứng dụng di truyền trong

3. Thay thế các protein người

Trị liệu trên người

Gen trị liệu

 14/9/1990 các nhà khoa học viện sức

khỏe quốc gia Hoa Kì trình bày

phương pháp gen trị liệu

 Cơ chế :một gen “bình thường” được

đưa vào bộ gen để thay thế một gen

“không bình thường”-gen gây bệnh

 Phân tử “chuyên chở” được gọi là

vector –làm nhiệm vụ chuyển gen trị liệu tới tế bào đích của bệnh nhân

 Vector :là các virus được biến đổi gen

mang DNA người khỏe mạnh

 Tế bào đích :ví dụ như tế bào gan

hoặc tế bào phổi của người

 Các loại gen trị liệu :

 Liệu pháp gen soma(somatic Gene

therapy):

 Thay hoặc sửa chữa gen hỏng,gen gây bệnh của các tế bào soma

trong cơ thể người bệnh

 Trị ung thư ,thiếu hụt miễn dịch tổng hợp trầm trọng(SCID),xơ nang,hồng cầu lưỡi liềm…

 Liệu pháp gen tế bào mầm (Germline

Gene Therapy):

 Điều trị ,sửa chữa hoặc thay thế các

gen hỏng cho giao tử(tinh trùng hoặc tế bào trứng) đưa các tế bào mầm trở lại trạng thái sinh lí bình thường

 Thay thế các protein người:

Sản xuất insulin

Phân tử insulin

 Trị liệu trên người :

 Sản xuất chất hoạt hóa

plasminogen mô

 Sản xuất interferon

 Các phân tử antisense

interferon

 Vaccine:

 Vaccine viêm gan B.

 Vaccine AIDS.

 Vaccine khác.

 Vaccine:

 Cơ sở: ví dụ vaccine viêm gan B

sản xuất bằng công nghệ DNA

 Thành phần chính của vaccine là protein bề mặt của virus viêm gan

B là HBsAg(kháng nguyên bề mặt viêm gan B).Protein này là một

mảnh virus thu nhận trước từ máu người và được sử dụng làm

vaccine

 Cơ sở:

 Gen HBsAg được cài vào plasmid

của tế bào nấm men tại ví trí gen

mã hóa cho enzyme Alcohol dehydrogenase Trên plasmid còn

có trình tự kết thúc ,một nguyên bản sao của virus ,các dấu chuẩn kháng kháng sinh và 1 gen chỉ phát triển

 Cơ sở:

 Sau đó các tế bào sẽ phát triển dày

đặc trong các bình lên men công nghiệp

 Thu nhận HBsAg

 Tách chiết và sử dụng làm vaccine

 Ví dụ :vaccine viêm gan B nhãn

hiệu :Recombivax,Angerix-B

Vaccin engerix

Di truyền học tư vấn

 Phả hệ và bản đồ di truyền người :

 Phát hiện dấu hiệu di truyền và dấu hiệu

ẩn danh.

 Tìm ra nguyên nhân gây bệnh (do nst

thường hay nst giới tính,di truyên trên nst

X hay nst Y….)

 Từ đó có những biện pháp ngăn chặn kịp

thời.

 Xác định giới tính:

 Dựa vào thể Barr.

 Bình thường người nữ có 1 thể Barr trong mỗi tế bào còn người nam thì không.

 Xác định yếu tố Rh:

– Rh là một bộ dấu hiệu bề mặt tế bào của

RBC người ,nó là một kháng nguyên.

– Nếu một người Rh âm nhận máu Rh

dương ,thì các kháng nguyên Rh của

máu cho bị xem là “lạ” và hệ thống miễn dịch của người Rh âm sản xuất kháng thể kháng kháng nguyên Rh này.

 Xác định yếu tố Rh:

 Các antigen qui định nhóm máu

ABO và Rh gây phản ứng trong truyền máu nên nhất thiết phải xác định nhóm máu trước khi truyền

máu.

 Kháng thể đơn dòng dùng để :

 Ức chế phản ứng thải loại khi ghép cơ

quan (ghép thận, truyền tủy )

 Chống thụ thai bằng phương pháp

miễn dịch

 Định vị khối u

 Chẩn đoán và thí nghiệm điều trị

caranoma gan nguyên phát để điều trị ung thư gan

Các dược phẩm sản xuất theo công nghệ di truyền năm 1992

Sản phẩm Công ty sản xuất Bán ở

Mĩ(tỉ USD)

Bán trên thế giới(tỉ USD)

Erythropoietin Amgen, viện di

Hormon tăng trưởng

của người Biotechnology, general, genentech 270 575

Interferon alpha Genentech, biogene

Các nguồn tài liệu tham khảo

 Hóa sinh dược lí phân tử, PGS-TS Nguyễn

XuânThắng, NXB khoa học kĩ thuật, 2003.

Di truyền học động vật, Phan Cự Nhân,

The End

Cám ơn cô và các bạn quan

tâm theo dõi

GOOD LUCK !