CO’ SO’ PHAN TU’ CUA SU’ PHAT TRIEN
Trang 2Sự điều hịa biểu hiện gen ở Eucaryote
Phát triển là quá trình kiêm sốt sự biễu hiện gen, quá trinh điều hịa phức tạp về cơ chế, cơ bản cĩ 5 mức độ:
1- Sự xoắn của NST (Chromatin Packing)
2- Kiểm sốt sự phiên mã (Transcriptional Control) 3- Điều hịa hậu phiên mã (Posffranscriptional)
[Nhan té bao (Nuclear levels)]
4- Kiém soat su giai ma (Translational Control) 5- Dieu hoa hau giai ma (Posttranslational Control)
[Cytosol (Cytoplasmic levels)]
Trang 46 ( m9 s2 =+wvd04% ví (2vxz*sg9< Ti eee eee theese, Test em
Trang 5Sự điêu hịa phiên mã bởi những phân tử proteinyêu tơ phiên mã (transcription factors -TF) Cac phan tử
protein này luơn hiện diện trong tế bào và bám vào enhancer của DNA khi phân tử
DNA cĩ tín hiệu phiên mã
Ti eee eee theese, Test em
Trang 6Dieu hịa sau phién ma (Posttranscriptional control)
- Loai bo introns
- mRNA rời khỏi nhân té bào
- Cĩ thê kiếm sốt tốc độ di chuyễn của mRNA ra cytosol (điều hịa số lượng và sản
Trang 7Processina of MRNA Transcripts
mtron oxon intron exon
cap pnmary — POW-À cap primary PSl⁄-A
mRNA tail mRNA tai
HNÀ | splicing RNA | splicing
intron | intron
, tame È ' a
mature MRNA maturo mRNA a
QD ve protem product 1 protein product 2
Trang 9
Điều hịa giải ma (Translational Control)
Quá trình kiêm sốt và xác định mức độ mRNA được mã hĩa thành protein bao gồm kiểm sốt sự hiện diện của 5’-CAP,
3’-polyA và ảnh hưởng của sự hoạt động
Trang 1616 Thơng tin thứ 2 của hormon thực vật Meso-inositol ‘ phosphatidilinositol (PT) j
H phosphatidilinasitol bisP (PIP)
i CE> inositol triP (P,) 4 l Front G (?) diacylglycerol (DAG) Phospholipaz C E Sim + ba 4 a _ > Protein kinaz hoat động 4 ' Protein ' |-ATF Cait | Protein-P | J
cam + [Gate can Phan ung chuyén biét
Yếu tố đáp ứng (RE: responsive element) của hormon
Trang 18Biểu hiện gen trong quá trình sinh phơi
Nguyên tắc nghiên cứu sự biểu hiện gen
trong quá trình sinh phơi là thu thập
các biểu hiện đột biến và phân tích
theo mơ hình của Arabidopsis
thaliana)
Cĩ khoảng 3.500 gen cần cho sự phát triển
phơi hồn chỉnh, trong đĩ khoảng 40
gen liên quan trực tiếp quá trình, (nếu
đột biến sẽ cĩ biểu hiện khiếm khuyết
của phơi)
el el ~~ =
Trang 19
Các kiểu đột biến theo trục dọc cây mầm
Trang 21Cây hoang dại: hợp tử kéo dài, phân
chia lan 1 cho tế bào ngọn nhỏ (phơi)
và tế bào gốc lớn (dây treo), sau đĩ
luơn theo các hướng xác định
Đột biến gnom: hợp tử ít kéo dài,
phân chia lần 1 cân xứng, sau đĩ
khơng theo hướng xác định
Trang 22Phơi hoang dại cĩ 2 tang ở giai đoạn 8 tế bao: tang trên cho tử diệp + chổi; tầng dưới cho trụ hạ diệp +
rễ (D>
QD»
Đột biến monopferos (mp):
4 tầng phân chia kiểu tầng
trên của phơi dại -—> thiếu trụ hạ diép & ré > gen mp
kiểm sốt tạo trụ hạ diệp &
Trang 24Nhận xét về quá trình sinh phơi:
(1) Sự biểu hiện gene xảy ra theo một trình tự
xac dinh: gnom > mp —> stm
(2) Kéo dài tế bao theo hướng và vị trí đúng của
mặt phẳng phân chia tế bào là những yếu tố
đầu tiên kiểm sốt sự phát sinh hình thái
Trang 25(5) Nhờ sự điều hịa (theo thời gian và khơng
gian), các tế bào dẫn xuất từ hợp tử phân hĩa, mất tập tính phân chia và lần lượt cho những cấu
trúc hình thái chuyên biệt
(6) Mỗi tế bào soma thừa hưởng tồn bộ thơng tin
di truyền của hợp tử, nhưng chỉ cĩ một phần
thơng tin được biểu hiện trong tế bào phân hĩa
(7) Tiềm năng sinh phơi của tế bào bị đàn áp bởi
các tương quan trong cơ thể nguyên vẹn
(8) Sự tương quan (thuận & nghịch) xuất hiện sớm trong quá trình sinh phơi (tế bào ngọn đàn áp khả năng sinh phơi của tế bào gốc) và cĩ thể giải thích
ở mức phân tử (liên hệ gnom / mp)
Trang 31Overview of the Tissue Culture Process
Trang 32° Nuơi cấy mơ và té bao thu’c vat (Plant cell
and tissue culture) la sự nuơi cây Jn vitro té bao và mơ thực vật
° Ky thuat nay co tinh ung dung cao trong VIỆC tạo các mẫu chuẩn sử dụng cho các nghiên cứu sinh lý, sinh hĩa, di truyên hay
cấu trúc thực vật
°ồ Đây là phương tiện hữu hiệu trong vi nhân
giống theo qui mơ cơng nghiệp
(micropropagation)
Trang 33Chuyén gen thuc vat (Transgenic Plant) là một trong những lĩnh vực đang được dau tư và phát triên Sự kết hợp sử dụng các thé chuyển như vi khuẩn, súng bắn gen cùng với nuơi cây tế bào (hay đồng nuơi cay) đã tạo một điêu kiện thích hợp cho sự tái tổ hợp DNA trong cơ thê thực vật
Hiện tượng chuyền gen xảy ra trong tự
nhiên, con người chỉ phát hiện và cải
tiên theo hướng thực dung
Trang 34Cac kiéu nudi cay in vitro
e Nudéi cdy doan than (plant culture) e Nuơi cấy phéi (embryo culture)
e Nuơi cấy co quan (organ culture)
e Nudi cGy mo hay m6 seo (tissue or
callus culture)
e Nuơi cốy dịch treo tế bèo hoy nuơi
cay té bao (cell suspension or cell
culture)
e Nudéi cay TBT (protoplast culture)
e Nuơi cốy thể đơn bội (haploid culture):
hợ† phốn, bơo phốn, noưn, bầu nộn
Trang 36
Tieee eer rte ees TEST wm
Trang 37Mét cach tổng quĩt, sự thu nhộn phơi thể hệ qua 2 giai doan quan trong
Sự tạo tế bào sinh phơi trong mơ sẹo hay dịch treo tế bào, giai
đoạn này cần hiện diện của auxin (riêng rẽ hau phối hợp cụt)
Tiến hố phơi thể hệ với sự giảm hay loại bỏ auxin trong mơi
Trang 38
Tieee eer rte ees TEST wm
Trang 41
Các giai đoạn tiến hố phơi thể hệ ở mơ sẹo lá
Đỉnh lăng
Trang 42Phơi ở giai đoạn hai tử diệp Cây con phát triển từ
phơi
T1ìỷỶ sgtrt-.s-s+ rsst +o
Trang 433 Su chuyén gen 6 thuc vat Chuyén gene | | | Mơ cấy—+ Mơ sẹo —+Dịch treo —+ Phơi thể hệ | | tế bào mu
“Nuơi cấy tế bào
Trang 45Sing DNA 7 May chinh ms CÁp kế og =< Khi helium Giá đị Van ae ae a ee ee eee GV x c Áp kế
a Máy hút chân khơng
Hộp Petri chứa tế bảo địch
NN Chuơng chân khơng
Trang 49The Golden Rice
¢ Vitamin A deficiency is a major health problem
¢ Causes blindness
¢ Influences severity of diarrhea, measles
¢ >100 million children suffer from the problem
¢ For many countries, the infrastructure doesn't exist to deliver vitamin pills
¢ Improved vitamin A content in widely
consumed crops an attractive alternative
Ti ewe esr rte Sees rst.”
Trang 51The Golden Rice Solution
8-Carotene Pathway Genes Added IPP Geranylgeranyl diphosphate Daffodil gene | Phytoene synthase Phytoene Vitamin A
Pathway Single bacterial gene;
Trang 524 Cơ lập, nuơi cấy va dung hợp tế bào trần
- Vách A, „Cầu liên bào
`
Tế bào trần Thủy giải bằng enzim hiên sản
Trang 53
Té bao tran cé lap tw 14 Khoai tay (Solanum tuberosum L.)
Hỗn hop enzym celulaz 0,05%, Pectolyaz 0,025% trong dung dich sorbitol
6%
Trang 55Phan tich di truyén
Bộ gen nhân: Phần lớn cây lai khơng bền
nhiễm sắc thể; một số nhiễm sắc thể bị loại
Trang 58Tuyển chọn các sản phẩm dung hợp
Tuyển chọn ở mức tế bào
Nhuộm sống tế bào trần: fluorescin cho tế bào này và rhodamin cho tế bào kia
Dùng tế bào A kháng chất A, tế bào B kháng
chất B và tuyển chọn tb kháng đồng thời
A và B
Tuyển chọn ở mức cây tái sinh
Đối với bộ øen nhân, cĩ thể dựa vào các chi
thị hình thái, sinh hĩa (isoenzym), phân
tử (dị phân tử, RFLP, RAPD ) và tế bào
(quan sát nhiễm sắc thể ở metaphase)
Trang 59Thi du vé su lai thé hé 6 khoai tay
Dong BF 15 nhay virus & tuyén tring
Điện dung hợp: BF 15 * Aminca (kháng)
Nuơi cấy: mơ sẹo và thu nhận cây tái sinh (1), BF15 — —| (2), AMINCA (3), Hỗn hợp hai chất trích mM @ ( (| (4,Câylai
Kiểu isoenzym malat dehydrogenaz của cây lai BF 15 x Aminca
Trang 60Triển vọng và khĩ khăn trong sự dung hợp tế bào trần * Loại trừ tính bất thụ hữu tính, chuyển đặc tính cĩ ích vào cây trồng * Ít phương tiện, ít tốn kém, nhanh và trực tiếp
[Thành cơng ở khoai tây, cà chua, bắp cải, thuốc lá, đậu, lúa, bắp ]
* Cần hồn thiện kỹ thuật nuơi cấy TBT * Tuyển chọn phức tạp
Trang 61Thí dụ ở colza Vài đột biến gen tỉ thể gây vơ sinh đực tế bào chất (SMC): hạt phấn khơng hoạt động SMC được dùng để sản xuất hột giữ đặc tính mẹ (khơng phải ngắt nhị bằng tay)
SMC được đưa vào colza nhờ sự giao với
radis: cây lai khiếm khuyết diệp lục
tố
Lai thể hệ colza bình thường X colza SMC
(nhờ giao với radis)
Trang 62ColzaSMC x Colza bình thường
(ti thé và diép lap radis) (ti thé va diép lap col za)
Dung hop té bao tran
Nuơi cấy tế bào
Tuyển chọn cây tái sinh
(vơ sinh đực, lá xanh
wv
Cây lai tế bảo chất SAAC
(ti thể tái tổ hợp, diệp lạp colza)