Cơ sở di truyền học phân tử

TR I H C QU C GIA TP.HCM NG H KHOA H C T NHIÊN TÀI LI U GI NG SINH H C IC NG A1 S DI TRUY N H C PHÂN T PGS.TS TR N LINH TH C SINH H C IC NG A1 Ph n SINH H C T BÀO Ph n DI TRUY N H C Ch.7: C phân t a tính di truy n Ch.8: Sinh t ng h p protein Ch.9: Di truy n h c virus, vi khu n k thu t di truy n Ch.10: Ki m soát s bi u hi n c a gen s phát tri n Ch.11: Nhi m s c th s phân bào eukaryota Ch.12: Các nh lu t di truy n Mendel Ch.13 Di truy n h c nhi m s c th Ph n H C THUY T TI N HÓA Ch.14: H c thuy t ti n hóa c a Darwin Ch.15: Qu n th n v ti n hóa Ch.16: Lồi hình thành lồi Ch.17: S phát sinh phát tri n c a s ng trái t U TRÚC VÀ S NHÂN B N A V T LI U DI TRUY N - DNA v t ch t di truy n - Thành ph n c u trúc DNA - C ch chép (replication) - C ch a sai b o v DNA DNA v t ch t di truy n - Thí nghi m ch ng minh hi n t (Griffith, 1928) ng bi n n vi khu n - Thí nghi m ch ng minh nhân t gây bi n n p DNA (Avery, Loeod, Carty, 1944) - Thí nghi m xác nh v t li u phage b m vào vi khu n DNA (Hershey, Chase, 1952) Hi n t ng bi n n - Streptococcus pneumoniae: ph khu n gây viêm ph i + Ch ng c (S, smooth): khu n c tr n, gây ch t chu t + Ch ng lành (R, rough): khu n c thô, không gây ch t chu t u vi khu n Hi n t ng bi n n un di t ch ng c, tiêm vào chu t: chu t s ng un di t ch ng c, tr n v i ch ng lành, tiêm vào chu t: chu t ch t - K t lu n: t bào ch ng c ch t ã truy n tính gây b nh cho ch ng lành - Bi n n p (transformation): + Griffith: Hi n t ng truy n tính gây b nh t vi khu c sang vi khu n lành + S ti p nh n DNA tr n b i t bào nh n vi khu n Thí nghi m Griffith (1928) Thí nghi m Avery, Leod, Carty (1944) - Ch ng c ch c x lý b ng enzyme khác tr i ch ng lành tiêm vào chu t: + X lý b ng Protease (th y phân protein): chu t ch t + X lý b ng Ribonuclease (th y phân RNA): chu t ch t + X lý b ng Endonuclease (th y phân DNA): chu t s ng + Tr n DNA t ch ng c ch t v i ch ng lành, tiêm vào chu t: chu t ch t - KL: DNA v t li u truy n di truy hi n t ng bi n n p c tr n xâm nh p nhân b n c a bacteriophage - Phage (Bacteriophage, th c khu n th , virút c a vi khu n) - Phage T2: + protein bên + DNA bên - Phage T2 xâm nhi m vi khu n E coli + G n lên b t vi khu n + Chuy n v t ch t vào vi khu n + Làm tan vi khu n phóng thích k100 phage m i - Protein hay DNA c chuy n vào E coli? vi khu n Thí nghi m Hershey, Chase (1952) ánh d u protein c a phage b ng S35 DNA c a phage b ng P32 ng cách nhi m phage lên E coli nuôi mơi tr ng có ch a ch t dinh d ng mang P32 S35 - Phage c sinh có protein mang S35 DNA mang P32 Nguyên t c gi i trình t DNA theo pp Sanger ng ddNTP Enzyme c t gi i h n - Có trình t nh n bi ng nh t i ng u (palindrome): trình t 5’-3’ c a hai - C t t i trình t nh n bi t t - Là công c giúp ch DNA u dính hay u b ng ng l p ghép gen t i m t trình t nh nh Th mang gen: vector - Vector: phân t DNA kích th chép, thao tác gen c nh dùng mang gen, - Vector t o dòng vector bi u hi n - Vector t o dòng: chuy n l u tr gen tái t p t bào ch , nhân b n, thao tác, phân tích sau ó DNA tái t ps dàng h n - Vector bi u hi n: t o s n ph m c a gen tái t c phiên mã, d ch mã, phân tích trình t u hịa s bi u hi n c a gen Vector t o dòng plasmid c chuy n vào t bào b ng s bi n n p - T chép c l p v i b gen t bào ch -M ts tr ng thái a b n làm t ng s t bào - Mang d u hi u di truy n ch n l c (selective genetic marker) - Ch a polycloning site - C u trúc cho phép t bi n b t ho t chèn dùng cho m ích ch n c ng DNA tái t p bào ch - E coli: + T bào ch ph bi n nh t + Vi sinh v t gây b nh c i + Không ti t enzyme - Bacillus subtilis: + Không gây b nh, không t o n + Pasmid không c t , ti t protein nh t bào ch - Saccharomyces cerevisiae: + T bào eukaryote +S - Virút + Dùng ng c nghiên c u di truy n k nh t bi u hi n gen eukaryote ng v t (SV40, retrovirus…): dịng hóa gen vào t bào h u nh , c ch ti m tan Thao tác tái t p gen b ng k thu t di truy n - C t DNA b ng enzyme c t gi i n nh nh - N i n c t b ng ligase - G n DNA tái t p vào vect c c t b i enzyme thích p) b ng ligase - L u tr nhân b n vect DNA tái t p t bào ch - Tách chi t vect bào ch thu nh n DNA tái t p c n thi t o dòng phân t (molecular cloning) - T o dòng phân t dùng k thu t di truy n phân l p làm thu n m t gen: + Tách phân n DNA ngu n + G n n DNA b vector dịng hóa t vào + Bi n n p gi DNA tái t p t bào ch : ngân hàng DNA (DNA library, DNA bank) + Phát hi n làm thu n dịng c tiêu + Ni c y dịng m c tiêu ly trích nghiên c u DNA tái t p Tuy n ch n dòng m c tiêu - Gen c bi u hi n t bào ch vi khu n: + Lai mi n d ch (Western blotting, Immunoblotting) + Ho t tính enzyme + B tr t bi n (gen ngo i lai ng ng v i gen c a t bào ch ) - Gen ngo i lai không bi u hi n t bào ch : + Lai in situ: + Lai khu n l c (colony hybridization): vector plasmid + Lai plaque (plaque colonization): vector phage ng d ng th c ti n c a k thu t di truy n - S n xu t nh ng s n ph m trao i ch t c a vi sinh v t - S n xu t v cxin phòng ch ng virus - S n xu t protein c - T o th c v t, ng v t h u nh ng v t chuy n gen - Phân l p ng d ng ngu n gen vi sinh x lý mơi tr ng - T o thu u hịa s th hi n c a gen - Li u pháp gen ch a tr b nh di truy n n xu t protein h u nh tái t - V cxin tái t - Insulin - V cxin DNA - Cytokine p p b ng VSV ng d ng tr ng - Vector t o dòng bào th c v t ng d ng công ngh sinh h c th c v t ng d ng v t nuôi y h c ng v t chuy n gen - Di truy n h c ng i Các nguyên t c c n b n c a thu t di truy n (1) - Hóa h c DNA: qui trình ly trích, gi i trình t , t ng h p DNA - Enzyme h c DNA: enzyme c t gi i h n, ligase, DNA polymerase - Sao chép DNA: c ch chép DNA, chép c l p c a vector - Plasmid giao n p: plasmid, c ch chép, chuy n gen ng plasmid - Phage ôn hòa: ch chép, sát nh p c a phage ơn hịa, ch in p - Bi n n p: ph ng pháp chuy n DNA tr n vào t bào - Hóa h c enzyme h c RNA: ph ng pháp thao tác v i mRNA, c u trúc, c ch ch bi n mRNA Các nguyên t c c n b n c a thu t di truy n (2) - Sao chép ng c: RTase, t ng h p DNA t mRNA - Phiên mã: nhân t tham gia promoter c ch - ch mã: b u hòa operon c d ch mã, s vai trò c a mã kh u hòa s phiên mã, n ribosome lên mRNA, u ý ngh a c a khung - Hóa h c protein: ph úng ng pháp ly trích, tinh ch , th ho t tính gi i trình t amino acid - ti t protein bi bi - i sau d ch mã: ch ti t protein, i sau d ch mã mã di truy n: mã di truy n, tính tồn n ng, mã ngo i l a thu t di truy n ... C IC NG A1 Ph n SINH H C T BÀO Ph n DI TRUY N H C Ch.7: C phân t a tính di truy n Ch.8: Sinh t ng h p protein Ch.9: Di truy n h c virus, vi khu n k thu t di truy n Ch.10: Ki m soát s bi u hi... Ki m soát s bi u hi n c a gen s phát tri n Ch.11: Nhi m s c th s phân bào eukaryota Ch.12: Các nh lu t di truy n Mendel Ch.13 Di truy n h c nhi m s c th Ph n H C THUY T TI N HÓA Ch.14: H c thuy... t U TRÚC VÀ S NHÂN B N A V T LI U DI TRUY N - DNA v t ch t di truy n - Thành ph n c u trúc DNA - C ch chép (replication) - C ch a sai b o v DNA DNA v t ch t di truy n - Thí nghi m ch ng minh