1. Khái niệm công nghệ gen.
- Công nghệ gen là qui trình tạo ra những tế bào hoặc sinh vật có gen bị biến đổi, có thêm gen mới, từ đó tạo ra cơ thể với những đặc điểm mới.
- Hiện nay công nghệ gen đang đợc thực hiện phổ biến là tạo ra phân tử ADN tái tổ hợp để chuyển gen.
- Kĩ thuật chuyển gen là chuyển một đoạn ADN từ tế bào cho sang tế bào nhậ bằng nhiều cách: Dùng thể truyền –vec tơ chuyển gen là plasmit hoặc thực khuẩn thể.
2. Các bớc cần tiến hành trong công nghệ chuyển gen : nghệ chuyển gen :
- Qui trình kĩ thuật chuyển gen gồm 3 khâu chủ yếu : Tạo ADN tái tổ hợp -> Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận -> Tách dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp, tạo điều kiện cho gen đã ghép đợc thể hiện.
hợp. Câu hỏi đặt ra là phân tử ADN đó đợc gọi là gì?
- HS trả lòi đợc: Gọi là thể truyền gen ? Vậy làm cách nào để có đúng đoạn ADN mang gen cần thiết của tế bào cho để thực hiện chuyển gen?
- HS phải nêu đợc: Nhờ enzim cắt giới hạn restrictaza, enzim này cắt 2 mạch đơn của phân tử ADN ở những vị nucleotit xác định.
? Làm thế nào gắn đợc nó vào ADN của tế bào nhận?
- HS: Nhờ enzim nối ligaza.
? Vậy kĩ thuật tạo ADN tái tổ hợp là gì?
? Vec tơ chuyển gen cần phải có những đặc điểm gì để thực hiện vai trò là thể truyền?
- GV thông báo: Có nhiều loại vec tơ chuyển gen nh: Plasmit và phagơ.
? Hãy so sánh việc sử dụng các loại vec tơ chuyển gen (giữa plasmit và phagơ)? Hay sơ đồ cấy gen bằng plasmit giống và khác sơ đồ cấy gen bằng phagơ nh thế nào? - HS phải nêu đợc:
+ ADN Plasmit dạng vòng còn ADN pha gơ lamđa dạng mạch thẳng.
+ Đều có 3 khâu giống nhau.
+ Khác nhau ở cách tạo ra đầu dính, đối với plasmit có đầu dính so le trên 2 mạch đơn của ADN, còn dùng thực khuẩn thể lamđa có đầu dính bằng và gen lạ gắn trực tiếp vào vật liệu di truyền của virut.
? ADN tái tổ hợp là gì?
- HS: ADN tái tổ hợp là phân tử ADN nhỏ, đợc lắp ráp từ các đoạn ADN lấy từ các nguồn khác nhau (gồm thể truyền và gen cần chuyển).
- GV nêu vấn đề:
? Khi đã có ADN tái tổ hợp rồi thì để đa đ- ợc phân tử ADN vào tế bào nhận bằng cách nào?
- HS nêu đợc: 2 phơng pháp là biến nạp và
- Kĩ thuật tạo ADN tái tổ hợp là kĩ thuật gắn gen cần chuyển vào thể truyền gồm các thao tác : Tách đoạn ADN cần chuyển nhờ enzim cắt -> nối đoạn ADN cần chuyển của tế bào cho vào thể truyền (vec tơ chuyển gen) -> ADN tái tổ hợp.
- Vec tơ chuyển gen là phân tử ADN có khả năng tự nhân đôi, tồn tại độc lập trong tế bào và mang đợc gen cần chuyển.
b. Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận. nhận.
tải nạp.
? Trình bày nội dung của mỗi cách?
? Tế bào nhận đợc sử dụng phổ biến là loại tế bào nào?
- HS trả lời -> lớp nhận xét -> GV hoàn thiện kiến thức.
+ Tế bào nhận phổ biến là tế bào vi khuẩn E.Coli vì sinh sản nhanh (sau 20-30 phút lại phân đôi một lần -> ADN đợc ghép cũng nhân lên nhanh chóng).
+ Nhng tế bào vi khuẩn có đặc điểm là sao mã đến đâu tổng hợp pr đến đó -> pr tổng hợp hàng loạt (loại pr không có nhu cầu cũng tổng hợp) -> phải mất công đoạn tách, cắt mạch (tốn kém). Nên hiện nay ngời ta dùng nấm men là tế bào nhận (thuộc tế bào nhân thực, có cơ chế điều hòa tổng hợp pr rất chặt chẽ và cũng tổng hợp pr rất nhanh).
- GV nhận xét: Nh vậy dùng plasmit làm thể truyền thì phải tạo điều kiện thuận lợi thì ADN tái tổ hợp mới xâm nhập đợc vào tế bào nhận. Còn virut có thể chủ động xâm nhập vào tế bào vi khuẩn.
- GV nêu vấn đề: Khi thực hiện bớc 2 của kĩ thuật chuyển gen, trong ống nghiệm có vô số các tế bào vi khuẩn, một số có ADN tái tổ hợp, một số không có ADN tái tổ hợp xâm nhập vào, làm thế nào để tách đ- ợc các tế bào có ADN tái tổ hợp với các tế bào không có ADN tái tổ hợp?
- HS nghiên cứu thông tin mục II.c trang 84 trả lời câu hỏi.
- GV nêu vấn đề :
? Trên chơng trình khoa học và đời sống VTV2 các nhà khoa học đã tạo ra giống chuột không sợ mèo bằng cách nào ?
* Phơng pháp biến nạp : Dùng CaCl2 hoặc dùng xung điện để làm giãn màng sinh chất của tế bào -> phân tử ADN tái tổ hợp dễ dàng chui qua màng vào tế bào nhận.
* Tải nạp : Trờng hợp thể truyền là pha gơ, chúng mang gen cần chuyển chủ động xâm nhập vào tế bào chủ (vi khuẩn).
c. Tách dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp. hợp.
- Để phân biệt đợc tế bào vi khuẩn đã nhận đợc ADN tái tổ hợp, các nhà khoa học phải chọn thể truyền có dấu chuẩn hoặc các gen đánh dấu. Gen đánh dấu có thể là gen kháng kháng sinh.
- VD : SGK.