Công nghệ tế bào - Phụ lục

Công nghệ tế bào

Phụ lục Một số thuật ngữ Agrobacterium tumefaciens Là loại vi khuẩn đất gây bệnh cho thực vật hai mầm sử dụng vector tự nhiên để mang gen ngoại lai (foreign gene) vào mơ tế bào thực vật A tumefaciens có chứa plasmid lớn kích thước khoảng 200 kb gọi Ti-plasmid (tumor inducing plasmid) tác nhân truyền bệnh cho Khi bị nhiễm A tumefaciens qua vết thương, biểu bệnh rõ khối u hình thành chỗ lây nhiễm Sự hình thành khối u sau tiếp tục mà khơng cần thiết phải có diện vi khuẩn Khả có A tumefaciens chuyển đoạn DNA Ti-plasmid (T-DNA), có chứa gen sản xuất auxin cytokinin, xâm nhập vào hệ gen (genome) bị bệnh Agrobacterium rhizogenes Cũng loại vi khuẩn đất gây bệnh cho thực vật hai mầm Cơ chế lây nhiễm A rhizogenes tương tự A tumefaciens, vùng T-DNA A rhizogenes có gen sản xuất auxin, thay đổi hình thái thực vật chúng tạo nhiều rễ tơ (hairy roots) bị nhiễm bệnh Amino acid Là phân tử nhỏ có chứa nhóm carboxyl (-COOH) nhóm amine (-NH3) nối với nguyên tử carbon Amino acid đơn vị sở protein Apoptosis Chết theo chương trình hình thức chết tự nhiên tế bào theo chương trình kích hoạt nội Đặc điểm apoptosis phân hủy nhân tế bào ngưng tụ nhân, mảnh nhân bao bọc màng chứa tế bào chất, sau đại thực bào tiêu hóa Bất động tế bào (cell immobilization) Các kỹ thuật gắn tế bào với phần tử lớn bề mặt phân tách dễ dàng khỏi dòng sản phẩm Phương pháp đảm bảo hoạt động liên tục hệ lên men (fermenter/bioreactor) không bị nguy rửa trôi tế bào Sự bất động cung cấp điều kiện có lợi cho phân hóa tế bào truyền đạt thông tin tế bào, cách thúc đẩy sản phẩm có sản lượng chất trao đổi thứ cấp cao Một số phương pháp bất động tế bào thường Công nghệ tế bào 187 sử dụng là: gắn lên bề mặt, tạo thể xốp, sử dụng bao vi thể tự kết khối Biến dị dòng soma (somaclonal variation) Hiện tượng biến dị di truyền xuất tế bào soma khơng phân hóa (undifferentiation), protoplast phân lập, callus mô nuôi cấy in vitro Nguyên nhân biến dị chủ yếu thay đổi số lượng cấu trúc nhiễm sắc thể Biến đổi hậu dịch mã (post-translational modification) Là biến đổi sau trình dịch mã, thay đổi liên kết hóa trị xảy chuỗi polypeptide, sau chuỗi polypeptide tách khỏi ribosome trước trở thành protein hoạt động thực Biến nạp (transformation) Quá trình đưa vào dung nạp cách chắn DNA ngoại lai tế bào thực vật cách để có biến đổi di truyền coi biến nạp thành cơng Biến nạp gen gián tiếp qua Agrobacterium tumefaciens (Agrobacterium tumefaciens-mediate transformation) Kỹ thuật thiết kế dựa theo phương thức gây bệnh hai mầm vi khuẩn A tumefaciens để chuyển DNA ngoại lai vào mô thực vật cách đồng nuôi cấy (co-cultivation) vi khuẩn tái tổ hợp với mô nuôi cấy hai mầm mầm Biến nạp gen vi đạn (microprojectile) Là kỹ thuật chuyển gen nhờ súng bắn gen (gene gun, bombardement) Nguyên tắc phương pháp sử dụng viên đạn vàng tungsten có kích thước hiển vi (1-1,5 µm) Vi đạn trộn với DNA theo tỷ lệ thích hợp với chất phụ gia sau kết tủa DNA bao quanh vi đạn, hỗn hợp làm khơ trên đĩa kim loại mỏng kích thước 0,5-0,8 cm Đĩa kim loại gắn vào đầu viên đạn lớn (macroprojectile) làm nhựa nén hay vật liệu nhẹ vừa khít với nịng súng Khi bắn, áp suất đẩy viên đạn lớn với tốc độ cao Ra đến đầu nòng, lưới thép mịn cản viên đạn lớn lại, vi đạn tiếp tục quỹ đạo với gia tốc lớn đến đích xuyên vào tế bào Một tỷ lệ định DNA ngoại lai hợp với DNA tế bào biểu hiện, thực trình biến nạp gen Biến nạp gen vi tiêm (microinjection) Là kỹ thuật sử dụng phổ biến công nghệ tế bào động vật (animal cell biotechnology) Trên hiển vi trường, DNA plasmid tiêm vào protoplast thực biến nạp gen thành công nhiều đối tượng thực vật Tuy nhiên, kỹ thuật phịng thí nghiệm sử dụng, thao tác vi tiêm Cơng nghệ tế bào 188 kính hiển vi đòi hỏi thiết bị vi thao tác (micromanipulator) cực nhạy, thiết bị kéo mài kim tiêm từ ống thủy tinh (puller) đắt tiền Ngồi ra, đòi hỏi kỹ thao tác kiên nhẫn cao kỹ thuật viên Biến nạp gen nhờ xung điện (electroporation) Thiết bị điện xung (electroporator) thiết bị có khả tạo xung điện thời gian ngắn (5-6 phần nghìn giây) điện (pulse strenght) xác (500 V/cm) với thời gian tắt dần (decay time) 20 ms Protoplast đặt hai kim loại cách từ 1-4 mm cuvette nhựa Ở điện cao, xung điện tạo lỗ tạm thời (cỡ 30 nm) màng protoplast DNA bên ngồi xâm nhập vào chất nguyên sinh Biến nạp gen nhờ siêu âm (ultrasonic) Sau tách, protoplast xử lý nhẹ siêu âm có diện DNA ngoại lai Sóng siêu âm giúp DNA vào tế bào biểu Biến nạp gen nhờ silicon carbide Tinh thể silicon carbide có độ cứng cao, lắc với tế bào chúng có tác dụng mũi kim nhỏ đâm thủng thành tế bào giúp DNA ngoại lai xâm nhập vào bên tế bào Biểu gen (gene expression) Quá trình phiên mã dịch mã để tạo sản phẩm protein gen Cảm ứng (induction) Hormone gây tạo loại cấu trúc, phận hay q trình điều kiện in vitro Cặp base (base pair, bp) Hai nucleotide hai chuỗi khác phân tử DNA mạch kép bổ sung với liên kết hydrogen: A-T G-C đơn vị đo chiều dài phân tử DNA Cầu disulfide (disulfide bridge) Một liên kết đồng hóa trị tạo thành hai chuỗi polypeptide qua trung gian gốc cystine Cấy chuyển (passage subculture) Chuyển tế bào, mô hay mẫu vật ni cấy sang bình ni có chứa mơi trường pha kết hợp với tách nhỏ làm loãng mật độ để nhân số lượng cDNA (complementary DNA) Một phân tử DNA sợi đơn bổ sung cho phân tử mRNA, tổng hợp từ khuôn mẫu mRNA nhờ enzyme phiên mã ngược (reverse transcriptase) Sau mRNA thể lai mRNA-DNA bị phân hủy enzyme RNase H, cịn sợi DNA dùng làm khn mẫu để tổng hợp nên sợi DNA khác nhờ enzyme DNA polymerase Hai sợi DNA bắt cặp với để trở thành phân tử cDNA sợi đôi Công nghệ tế bào 189 Chất trao đổi thứ cấp (secondary metabolites) Dường sản phẩm phản ứng hóa học thực vật với mơi trường chung quanh, thích nghi với stress mơi trường bảo vệ hóa học chống lại vi sinh vật động vật Các chất sản xuất với lượng nhỏ (dạng vết) thực vật khơng có chức trao đổi chất rõ ràng Chủng tế bào (cell strain) Chủng tế bào gồm tế bào có đặc điểm riêng biệt chọn từ ni cấy khởi sinh hay dịng tế bào có trước Thường phải nêu rõ nguồn gốc chủng tế bào công bố khoa học chủng có nguồn gốc từ phịng thí nghiệm khác Chủng phụ (substrain) Được tách nhân từ nhóm tế bào chủng với tính trạng mà chủng bố mẹ khơng có Cosmid Là vector đặc biệt xây dựng plasmid đầu cos bacteriophage λ, dùng để tạo dòng đoạn DNA có kích thước lớn (trên 45 kb) eukaryote Các thành phần vector cosmid bao gồm: marker kháng kháng sinh trình tự khởi đầu chép plasmid (ori), đoạn DNA mang đầu kết dính (cos) phage λ Cơng nghệ DNA tái tổ hợp (DNA recombinant technology) Hệ thống phương pháp phịng thí nghiệm cho phép cắt đoạn DNA từ sinh vật để ghép nối vào DNA sinh vật khác tạo phân tử DNA tái tổ hợp Phân tử đưa vào sinh vật khác để tạo giống chủng vi sinh vật, thực vật động vật mới, đáp ứng nhu cầu ngày cao sản xuất đời sống người Cơng nghệ có ứng dụng rộng rãi y học, dược học, nông nghiệp nhiều ngành công nghiệp DNA (deoxyribonucleic acid) Gồm hai chuỗi polynucleotide xoắn lại với tạo nên chuỗi xoắn kép, có trình tự đặc trưng deoxyribonucleic mang thơng tin di truyền cho tất tế bào vi virus chứa DNA DNA polymerase Enzyme xúc tác cho tổng hợp sợi DNA từ deoxyribonucleoside 5’-triphosphate sở khn mẫu DNA DNA replicase Tồn phức hợp enzyme protein đặc hiệu cần thiết cho tái DNA (DNA replication) DNA siêu xoắn (DNA supercoiling) DNA xoắn lại thân nó, thường kết gấp khúc, mở xoắn xoắn lại chuỗi xoắn kép DNA Công nghệ tế bào 190 Dịch mã (translation) Quá trình tổng hợp phân tử protein từ khn mẫu mRNA Dịng (clone) Tập hợp phân tử, tế bào cá thể giống hệt bắt nguồn từ phân tử, tế bào hay cá thể ban đầu Dòng giao tử (gametoclone) Những thực vật tạo từ giao tử, bào tử giảm nhiễm thể giao tử Dòng tế bào (cell line) Khái niệm để nuôi cấy tế bào có nguồn gốc chung từ lần cấy chuyển Dung hợp tế bào (cell fusion) Kỹ thuật làm cho hai hay nhiều tế bào dung hợp với thành tế bào Dung hợp protoplast (protoplast fusion) Kỹ thuật làm cho hai hay nhiều tế bào trần (tế bào thực vật phá bỏ thành cellulose) dung hợp với thành tế bào Điện di (electrophoresis) Điện di kỹ thuật phân chia phân tử protein đoạn nucleic acid sở khối lượng điện tích thực chúng dịch chuyển khác thông qua giấy, thông qua gel điện trường Nói cách khác, điện di dịch chuyển điện trường phân tử tích điện dung dịch Kỹ thuật điện di giá rắn (agarose gel polyacrylamide) sử dụng rộng rãi cho DNA, RNA protein Độ hấp thụ ánh sáng (absorbency) Hiện tượng chùm ánh sáng qua mơi trường bị giảm cường độ hấp thụ hiệu ứng tán xạ Động học enzyme (enzyme kinetics) Là vận tốc phản ứng enzyme biểu diễn lượng chất bị chuyển hóa (mol) lượng sản phẩm tạo thành (mol) đơn vị thời gian (giây) Động học tế bào (cell kinetics) Là kết hệ thống phản ứng hóa sinh q trình vận chuyển phức tạp, bao gồm nhiều pha hệ thống nhiều thành phần Trong suốt thời gian sinh trưởng, hỗn hợp không đồng tế bào già non thay đổi liên tục tự thích nghi với mơi trường dinh dưỡng yếu tố thay đổi liên tục điều kiện vật lý hóa học E coli (Escherichia coli) Vi khuẩn thường có ruột non động vật có xương sống E coli coi sinh vật mẫu cho việc nghiên cứu hoạt động tế bào Công nghệ tế bào 191 Enzyme gắn DNA (DNA ligase) Một enzyme tạo liên kết phosphodieste đầu 3’-OH đoạn DNA đầu 5’-PO4 đoạn DNA khác Đoạn nối liền kết hợp bổ sung đôi base với sợi DNA khuôn mẫu Enzyme hạn chế (restriction enzyme, RE) Các enzyme hạn chế phân lập từ prokaryote, chúng có khả phân hủy DNA phage, hạn chế khả sinh trưởng phage vi khuẩn cách cắt phân tử DNA Hiện nay, có khoảng 500 loại RE khác Các enzyme cắt DNA sợi đôi vị trí nhận biết đặc biệt chúng gồm từ 4-6 cặp nucleotide có trình tự đối xứng đảo ngược nhau, đoạn ngắn gọi palindrome (đoạn đối xứng: đoạn DNA có hai sợi hồn tồn đối xứng giống hệt lật ngược đầu đuôi) Exon Các đoạn DNA gen có chức phiên mã Exon tồn sinh vật prokaryote lẫn eukaryote Ở eukaryote, exon nằm xen kẽ với đoạn intron chiếm tới 90% tổng số DNA tế bào khơng có chức phiên mã Gen (gene) hay cistron Đơn vị di truyền, đoạn nhiễm sắc thể mã hóa chuỗi polypeptide phân tử RNA Gen bao gồm vùng nằm trước sau vùng mã hóa trình tự (intron) nằm phần mã hóa (exon) Gen kháng apoptosis (antiapoptosis gene) Là gen kháng lại tượng chết tự nhiên chương trình hóa (apoptosis) để tạo vật chủ siêu sản xuất (superior production hosts) Gen chọn lọc (selector) hay gen thị chọn lọc (selectable marker) Là gen thị chuyển cho tế bào nhận để phân biệt tế bào biến nạp không biến nạp Sự diện tác nhân chọn lọc môi trường nuôi cấy sau chuyển gen vài ngày cho phép phân lập tế bào tái tổ hợp sống sót Gen điều hòa (regulatory gene) Một gen mà sản phẩm tham gia vào điều hịa biểu gen khác Ví dụ: gen mã hóa protein kìm hãm Gen khởi động (promoter) Một trình tự phân tử DNA mà RNA polymerase kết hợp để khởi đầu phiên mã Gen nhảy hay nhân tố chuyển vị (transposon) Một đoạn DNA nhờ có cấu trúc đặc biệt nên có khả di chuyển từ vị trí đến vị trí khác phân tử DNA hay từ nhiễm sắc thể sang nhiễm sắc thể khác tế bào lưỡng bội Gen nhảy chuyển đến vị trí xác Cơng nghệ tế bào 192 định genome Trong nhiều trường hợp gen nhảy gây đột biến vị trí di chuyển đến Gen nhảy dùng làm phương tiện để gây đột biến định hướng Gen tăng cường (enhancer) Một trình tự dạng cis, có khả đẩy mạnh việc sử dụng số promoter eukaryote, hoạt động theo hai hướng vị trí so với promoter để kích thích phiên mã gen định Gen tiền ung thư (proto-oncogene) Tìm thấy genome eukaryote, thành phần tương ứng gen ung thư tìm thấy retrovirus Gen ung thư (oncogene) Gen mã hóa cho sản phẩm có khả biến tế bào eukaryote thành tế bào ung thư Ghép nối (splicing) Sự loại bỏ intron nối liền exon mRNA q trình hồn thiện sau phiên mã Glycosyl hóa (glycosylation) Là q trình bổ sung nhiều phân tử carbohydrate (gốc đường) vào phân tử protein (glycoprotein) sau tổng hợp nhờ ribosome Helper plasmid Plasmid trợ giúp mang vùng vir (virulence) ori sử dụng giao phối ba (triparental matting): Agrobacterium khơng có plasmid, E coli có helper plasmid E coli có binary vector mang gen ngoại lai để tạo thành Agrobacterium tái tổ hợp có binary vector dùng cho việc biến nạp vào tế bào mô thực vật Hệ gen (genome) Trình tự DNA tồn phần sinh vật, chứa tồn thơng tin di truyền thể Hệ lên men (fermenter) hay nồi phản ứng sinh học (bioreactor) Là loại thiết bị mà biến đổi hóa sinh tiến hành tế bào sống thành phần tế bào in vivo (enzyme) Ba kỹ thuật lên men là: lên men mẻ, lên men mẻ có cung cấp dinh dưỡng lên men liên tục Các hệ lên men thiết kế dựa sở ba kỹ thuật cải tiến cho trường hợp cụ thể để tăng hiệu suất nuôi cấy Hiệu suất bám (attachment efficiency) Phần trăm số tế bào bám lên bề mặt môi trường nuôi cấy thời gian định Hiệu suất nuôi trải (plating efficiency) Khái niệm đồng nghĩa với hiệu suất tạo dịng, nói lên phần trăm số tế bào phát triển thành dịng ni trải bề mặt môi trường Công nghệ tế bào 193 Hiệu suất tạo dòng (cloning efficiency) Phần trăm số tế bào tạo dịng ni trải bề mặt mơi trường Hybridoma Dịng tế bào hình thành từ phối hợp tế bào ung thư tế bào bạch cầu lymphocyte B Hybridoma có khả sản sinh kháng thể (immunoglobulin) cách vĩnh viễn Intron Là đoạn DNA phiên mã bị loại bỏ q trình hồn thiện mRNA, khơng có mặt phân tử mRNA hồn chỉnh In vitro Dùng để trình xảy dịch chiết tế bào không chứa tế bào nguyên vẹn, hay để tế bào nuôi cấy môi trường nhân tạo In vivo Dùng để tượng xảy tế bào nguyên vẹn hay thể Kháng nguyên (antigen) Phân tử có khả kích thích sản sinh kháng thể xâm nhập vào thể sống Kháng thể (antiboby) Một protein (immunoglobulin) tế bào bạch cầu lymphocyte B sản sinh, có khả nhận biết kháng nguyên lạ đặc trưng lúc khởi đầu đáp ứng miễn dịch Kháng thể đơn dòng (monoclonal antibody) Được sản sinh từ dịng hybridoma, dịng hybridoma phát xuất từ tế bào bạch cầu lymphocyte B nên toàn phân tử kháng thể sản sinh y hệt Khơng bào (vacuole) Có vai trò tiếp nhận chất thải trao đổi chất chất thứ cấp thực vật Ở tế bào non không bào thường nhỏ nhiều, tế bào lớn dần già không bào mở rộng lên kết thành khối Ở tế bào thực vật trưởng thành, không bào chiếm tới 90% thể tích tế bào Không bào bọc chung quanh màng huyết tương (plasma) Thành phần khơng bào lớn nước chứa chất hịa tan ion vơ cơ, amino acid, acid hữu cơ, sắc tố hịa tan nước (anthocyanin) chất khơng hịa tan dạng tinh thể hình kim Ngồi ra, không bào chứa protein hydrolyse, catalase photphatase Phần bào tan muốn đề cập đến lipid chung quanh tất cấu trúc nhân màng tế bào Kilobase (Kb) Một nghìn cặp base phân tử DNA Kỹ thuật vô trùng (aseptic technique) Qui trình ngăn ngừa nhiễm nấm, vi khuẩn, siêu vi khuẩn loại vi sinh vật khác nuôi cấy mô tế bào Công nghệ tế bào 194 Lai tế bào (cell hybridization) Sự dung hợp hai hay nhiều tế bào không giống để tạo thể tế bào hỗn hợp Lần cấy chuyển (passage number) Số lần tế bào, mô hay mẫu vật ni cấy cấy chuyển, qua tính tuổi hệ số đẳng trương chúng Lục lạp (chloroplast) Là vị trí quang hợp tế bào thực vật, chứa chlorophyll sắc tố lục phản ứng với ánh sáng để sản xuất carbohydrate Lưới nội sinh chất (endoplasmic reticulum) Một bào quan có tế bào chất sinh vật eukaryote, phức hợp mạng có hai màng, liên quan đến trình tổng hợp vận chuyển protein Màng tế bào (cell membrrane) Là lớp thành tế bào Màng tế bào bao gồm protein lipid, có chức điều hịa vận chuyển chất vào khỏi tế bào Mã di truyền (genetic code) Tất ba nucleotide DNA (hoặc mRNA) mã hóa đặc hiệu 20 amino acid khác protein Mã kết thúc (termination codon) UAA, UAG UGA mã kết thúc gọi mã dừng (stop codon), tín hiệu kết thúc tổng hợp protein Mật độ quần lạc (population density) Số lượng tế bào đơn vị diện tích ni cấy hay đơn vị thể tích ni cấy Mẫu vật (explant) Mô tách từ nguyên liệu ban đầu dùng để trì ni cấy Methyl hóa (methylation) Mục đích bảo vệ DNA đoạn palindrome, nghĩa gắn gốc methyl (CH3) vị trí cần thiết nên khơng bị enzyme hạn chế cắt Khi có methyl hóa enzyme khơng nhận biết vị trí cắt hạn chế DNA khơng bị cắt, DNA phage khơng có gắn gốc methyl bị cắt Trong công nghệ DNA tái tổ hợp, enzyme methyl hóa gọi methylase enzyme Methylase dùng để bảo vệ đoạn DNA cần gắn vào Tất chủng E coli chứa hai enzyme methyl hóa DNA là: dam-methylase dcm-methylase Môi trường nhân tạo (chemically difined medium) Dung dịch dinh dưỡng dùng để nuôi cấy chứa thành phần mà cấu trúc hóa học biết Mô sẹo (callus) Khối mô thực vật gồm tế bào khơng phân hóa, có khả phân chia, phát sinh từ tế bào phân hóa nhiều Cơng nghệ tế bào 195 Khi thực vật bị thương tổn thường tạo loại mô vết sẹo, có tên gọi mơ sẹo Nhân (nuclear) Là trung tâm điều khiển tế bào chứa DNA để phiên mã dịch mã thành protein Các protein tổng hợp xếp đóng gói túi máy Golgi Nhân dòng (clonal propagation) Nhân giống vơ tính dịng thực vật có nguồn gốc từ cá thể hay mảnh cắt nhất, đảm bảo hoàn toàn đồng di truyền Nhân giống in vitro (in vitro propagation) Nhân giống lồi thực vật ống nghiệm (bình thủy tinh, bình plastic, hộp plastic ) mơi trường nhân tạo điều kiện vô trùng Đồng nghĩa với khái niệm vi nhân giống (micropropagation) Nucleic acid Những polynucleotide sinh học tự nhiên đơn vị nucleotide kết hợp với liên kết phosphodieste thành trình tự riêng biệt: DNA RNA Ni cấy dịch huyền phù tế bào (cell suspension culture) Phương thức nuôi tế bào đơn hay cụm nhiều tế bào (cell aggregate) trạng thái lơ lửng môi trường lỏng bình tam giác máy lắc (shaker) hệ lên men chìm (fermenter/bioreactor) để thu sinh khối tế bào (cell biomass) dịch nuôi cấy (borth), phục vụ cho việc tách chiết hợp chất có hoạt tinh sinh học từ tế bào (đối với hợp chất nội bào) tinh chúng từ dịch nuôi cấy (đối với hợp chất ngoại bào) Nuôi cấy mô (tissue culture) Duy trì sinh trưởng loại mơ điều kiện in vitro nhằm điều khiển phân hóa hình thái chức chúng Ni cấy mơ thực vật (plant tissue culture) Duy trì ni dưỡng tế bào, mơ, quan hay hồn chỉnh thực vật điều kiện in vitro Nuôi cấy khởi đầu hay nuôi cấy sơ cấp (primary culture) Nuôi cấy tách tế bào, mô mẫu vật từ thể ban đầu tính đến lần cấy chuyển từ thu dịng tế bào Ni cấy phơi (embryo culture) Duy trì phát triển phôi non trưởng thành phân lập từ hạt Nuôi cấy tế bào (cell culture) Khái niệm nuôi cấy ống nghiệm (in vitro) tế bào kể tế bào đơn không phân hóa thành mơ Cơng nghệ tế bào 196 Pha lag (lag phase) Là pha tĩnh khởi đầu tiềm tàng Đây thời kỳ khởi đầu q trình ni cấy, suốt thời kỳ thay đổi số lượng tế bào không không đáng kể Mặc dù số lượng tế bào không tăng lên, tế bào sinh trưởng cách tăng kích thước suốt thời kỳ Pha log (logarithm phase) Là pha sinh trưởng theo hàm mũ Ở thể đơn bào (vi sinh vật) tế bào động-thực vật, nhân đôi tăng dần số lượng tế bào cho kết tốc độ sinh trưởng tăng lên liên tục quần thể giai đoạn Pha tĩnh (stationary phase) Là giai đoạn mà sinh trưởng quần thể tế bào thường bị hạn chế sử dụng hết tồn chất dinh dưỡng có sẵn tích lũy sản phẩm độc trao đổi chất Kết tốc độ sinh trưởng giảm sinh trưởng cuối dừng lại Pha chết (death phase) Là giai đoạn pha tĩnh mà thể quần thể bị chết Sự chết xuất suy yếu việc bảo quản lượng tế bào, tích lũy sản phẩm độc tố Giống sinh trưởng, chết hàm mũ Trong số trường hợp, thể khơng chết mà cịn phân hủy (q trình phân giải) Phân hóa hay biệt hóa (differentiation) Một khía cạnh phát triển bao gồm hình thành loại tế bào, loại mô, loại quan khác từ hợp tử ban đầu điều khiển đặc biệt gen Phiên mã (transcription) Sự tổng hợp mRNA từ khuôn mẫu DNA Phiên mã ngược (reverse transcription) Sự tổng hợp DNA từ khuôn mẫu mRNA nhờ enzyme phiên mã ngược (reverse transcriptase) Phóng xạ tự ghi (autoradiography) Kỹ thuật phát phân tử có đánh dấu phóng xạ thơng qua hiệu ứng tạo ảnh phân tử phim X-quang Phương trình Monod (Monod equation) Là phương trình sử dụng rộng rãi thể ảnh hưởng nồng độ chất (chất dinh dưỡng) lên tốc độ sinh trưởng đặc trưng tế bào (µ): µ= µ max C S K S + CS Trong đó: C S nồng độ chất giới hạn (limiting substrate) môi trường K S hệ số hệ thống Giá trị K S tương đương với Công nghệ tế bào 197 nồng độ chất dinh dưỡng tốc độ sinh trưởng đặc trưng giá trị cực đại ( µ max ) Plasmid Một phân tử DNA mạch vòng ngồi nhiễm sắc thể, chép độc lập, khơng phụ thuộc vào DNA nhiễm sắc thể Protein Một phân tử lớn gồm nhiều chuỗi polypeptide, chuỗi có trình tự amino acid định, khối lượng phân tử protein từ vài nghìn đến vài triệu Ribosome Được tập trung bề mặt mạng lưới nội sinh chất tham gia vào hoạt động sinh tổng hợp protein RNA thông tin (messenger RNA, mRNA) Một ba loại RNA tham gia vào tổng hợp protein Loại có mang thơng tin mã hóa trình tự nucleotide để xác định trình tự amino acid polypeptide RNA vận chuyển (transfer RNA, tRNA) Một ba loại phân tử RNA sinh trình phiên mã tham gia vào việc tổng hợp protein: RNA vận chuyển đưa amino acid đến ribosome vào chúng ghép với thơng tin mRNA Sắc ký (chromatography) Thuật ngữ sắc ký để kỹ thuật phân tích điều chế cho phép tách biệt hợp phần khác hỗn hợp Phép phân tích sắc ký dựa vào di chuyển khác pha động chất hòa tan gắn pha tĩnh trạng thái rắn Người ta thường chọn chất có khả kết gắn với chất (hòa tan) định phân tách làm pha tĩnh Tương tác chất hịa tan pha tĩnh tương tác hấp phụ, tương tác ion (trao đổi ion), tương tác kỵ nước, tương tác kiểu rây phân tử tương tác đặc hiệu sinh học Sinh khối (biomass) Tổng khối lượng khô tất chất sống đơn vị diện tích thể tích Sinh trưởng cân (balanced growth) Là sinh trưởng mà suốt q trình nhân đơi sinh khối xảy với nhân đôi tất đặc tính xác định khác quần thể protein, DNA, RNA nước nội bào Sự tái hay chép (replication) Sự tổng hợp phân tử DNA xoắn kép giống với phân tử DNA mẹ Tạo dòng gen (gene cloning) Còn gọi nhân dòng hay tách dòng gen, sản sinh nhiều phân tử DNA, thường phân tử DNA tái tổ hợp, cách chép phân tử vật chủ thích hợp Cơng nghệ tế bào 198 Tái tổ hợp (recombination) Q trình nhiễm sắc thể hay phân tử DNA đứt phần đứt nối lại theo tổ hợp Quá trình xảy tế bào sống (qua trao đổi chéo phân bào giảm nhiễm) hay ống nghiệm nhờ enzyme cắt nối DNA Tầng nuôi dưỡng (feeder layer) hay tế bào nuôi dưỡng (nurse cells) Lớp tế bào bị chiếu xạ làm khả phân bào trải bên để cung cấp số chất cần thiết cho lớp tế bào khác nuôi bên Tế bào lai (hybrid cell) Là tế bào có nhân hình thành sau dung hợp hai tế bào dẫn đến hình thành nhân hỗn hợp Tế bào mầm phôi (embryonic stem cell) Tế bào phôi chưa biệt hóa, ni cấy thời gian dài mà giữ tính đa thể (nghĩa khả biệt hóa theo nhiều hướng khác nhau) Thành tế bào (cell wall) Được cấu tạo carbohydrate tự nhiên (cellulose hemicellulose) Lớp thành tế bào chứa pectin để giúp liên kết với tế bào bên cạnh Thành tế bào có chức nâng đỡ cho Thể ổn định hóa tính (chemostat) Trong hệ lên men liên tục tốc độ dòng chảy dinh dưỡng cài đặt giá trị đặc biệt tốc độ sinh trưởng nuôi cấy điều chỉnh tốc độ dòng chảy này, trì nồng độ mơi trường dinh dưỡng thích hợp với mật độ tế bào Thể ổn định độ đục (turbidostat) Được sử dụng hệ lên men liên tục tiến hành tốc độ pha loãng cao gần với điểm rửa trơi (washout point), ta ngăn cản rửa trơi cách điều hịa tốc độ dịng chảy trường hợp thất tế bào thơng qua dịng chảy ngồi vượt q sinh trưởng tế bào hệ lên men Thời gian gấp đôi quần thể (population doubling time) Thời gian mà số lượng tế bào dịng hay chủng ni cấy tăng đến gấp đôi kể từ bắt đầu nuôi Thực khuẩn thể (bacteriophage) Một virus tái tế bào vi khuẩn Tiếp mẫu (inoculation) Bước đưa mẫu vào nuôi cấy khởi đầu (initiation culture) Tính tồn thể (totipotency) Một đặc tính tế bào có khả phát triển thành kiểu tế bào có thể trưởng thành mà từ tách ra, tức có khả tái sinh thành thể hồn chỉnh Cơng nghệ tế bào 199 Tốc độ phân chia tế bào (cell division rate) Sự phân chia tế bào đơn vị thời gian Tốc độ phân chia số suốt thời gian sinh trưởng (theo hàm mũ) tế bào Tốc độ sinh trưởng tế bào (cell growth rate) Sự thay đổi số lượng tế bào theo thời gian Tốc độ sinh trưởng số suốt thời gian sinh trưởng (theo hàm mũ) tế bào Tốc độ sinh trưởng đặc trưng tế bào (cell specific growth rate) Sự thay đổi theo logarithm tự nhiên số lượng tế bào theo thời gian Trình tự cis Trình tự phân tử DNA có tác động (điều hịa) đến trình tự khác phân tử DNA Các trình tự cis khơng mã hóa cho protein Tuổi hệ tế bào (cell generation time) Thời gian hai lần phân chia tế bào Khái niệm không đồng nghĩa với thời gian gấp đôi quần thể Ty thể (mitochondrion) Chứa vật liệu di truyền nhiều enzyme quan trọng trao đổi chất tế bào Vector Là phân tử DNA sử dụng tạo dòng gen nhân chúng tế bào vật chủ (E coli nấm men) Có ba nhóm vector gồm: (1) Nhóm plasmid, (2) Nhóm phage/phagemid, (3) Nhóm nhiễm sắc thể nhân tạo (artificial chromosome: BAC YAC) Ý tưởng vector chuyển gen bắt nguồn từ plasmid vi khuẩn Vector chuyển gen phân tử DNA có khả tự tái sinh, tồn độc lập tế bào mang gen cần chuyển Vector hai nguồn (binary vector) Là dạng sử dụng hai hay nhiều loại plasmid vi khuẩn lúc, ví dụ: vi khuẩn E coli Agrobacterium, plasmid trường hợp thích ứng với E coli Agrobacterium Virus Phần tử có mang nucleic acid (DNA RNA) nằm vỏ bọc protein, có khả chép tế bào chủ lan truyền từ tế bào sang tế bào Xoắn kép (double helix) Cấu trúc ba chiều tự nhiên hai chuỗi DNA bổ sung, đối song xoắn với Công nghệ tế bào 200 ... nuôi cấy mô tế bào Công nghệ tế bào 194 Lai tế bào (cell hybridization) Sự dung hợp hai hay nhiều tế bào không giống để tạo thể tế bào hỗn hợp Lần cấy chuyển (passage number) Số lần tế bào, mô hay... trường Công nghệ tế bào 193 Hiệu suất tạo dòng (cloning efficiency) Phần trăm số tế bào tạo dịng ni trải bề mặt mơi trường Hybridoma Dịng tế bào hình thành từ phối hợp tế bào ung thư tế bào bạch... layer) hay tế bào nuôi dưỡng (nurse cells) Lớp tế bào bị chiếu xạ làm khả phân bào trải bên để cung cấp số chất cần thiết cho lớp tế bào khác nuôi bên Tế bào lai (hybrid cell) Là tế bào có nhân