Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 3 - Nguyễn Thị Phương Thảo (tt)

Bài giảng "Công nghệ sinh học đại cương - Chương 3: Các phương pháp và ứng dụng của công nghệ sinh học động vật, người và y sinh" cung cấp cho người học các kiến thức: Kỹ thuật chuyển gen vào tế bào động vật, công nghệ vaxin và sản xuất kháng thể đơn dòng, chẩn đoán phân tử, dự án genom người và các ứng dụng. Mời các bạn tham khảo
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 3 - Nguyễn Thị Phương Thảo (tt) 1Nguyễn Thị Phương Thảo ,Bộ Môn CNSH Thực Vật, Khoa CNSH, ĐHNNHN Nội dung1. Kỹ thuật nuôi cấy tế bào động vật2. Công nghệ nhân bản động vật3. Công nghệ tế bào gốc4. Kỹ thuật chuyển gen vào tế bào động vật5. Công nghệ vaxin và sản xuất kháng thểđơn dòng6. Chẩn đoán phân tử7. Dự án genom người và các ứng dụngKü thuËt chuyÓn gen lµ kü thuËt ®-a mét haynhiÒu gen l¹ ®· ®-îc thiÕt kÕ ë d¹ng ADN t¸i tæhîp vµo tÕ bµo chñ cña ®éng vËt lµm cho gen l¹ cãthÓ tån t¹i ë d¹ng plasmit t¸i tæ hîp hoÆc g¾n vµobé gen tÕ bµo chñ. Trong tÕ bµo chñ, c¸c gen nµyho¹t ®éng tæng hîp nªn c¸c protein ®Æc tr-ng dÉntíi viÖc xuÊt hiÖn c¸c ®Æc tÝnh míi cña c¬ thÓchuyÓn gen.®èi víi c¸c thÓ nh©n chuÈn, viÖc chuyÓn gen ®-îcxem lµ thµnh c«ng khi gen chuyÓn vµo ®-îc tæ hîpvµo genom cña tÕ bµo chñ, ®Æc tÝnh cña gen chuyÓnn¹p ®-îc duy tr× æn ®inh qua c¸c thÕ hÖ con ch¸uPh-¬ng ph¸p chuyÓn gen trùc tiÕp :-ChuyÓn gen nhê phèt ph¸t canxi-ChuyÓn gen nhê xung ®iÖn-ChuyÓn gen nhê vi tiªm-ChuyÓn gen nhê liposomPh-¬ng ph¸p chuyÓn gen gi¸n tiÕp: nhê virusNguyên lý: c¸c DNA ngo¹i lai ®-îc trén víi CaCl2 sau ®ã ®-îc chuyÓn vµo mét dung dÞch chøa ion phosphat. Mét phøc hîp ®ång ng-ng kÕt (coprecipitate) gi÷a canxi phosphat vµ DNA sÏ ®-îc h×nh thµnh, phøc hîp nµy sÏ ®-îc c¸c tÕ bµo ®éng vËt cã vó tiÕp nhËn khi nu«i cÊy, kÕt qu¶ lµ cã sù thÓ hiÖn gen ngo¹i lai trong tÕ bµo. KüthuËt nµy cã thÓ sö dông ®Ó ®-a bÊt k× DNA vµo tÕ bµo ®éng vËt cã vó víi môc ®Ých c¸c test thÓ hiÖn chuyÓn n¹p hay biÕn n¹p l©u dµi. C¸c DNA chuyÓn n¹p mang mét gen chØ thÞ chän läc (nh- gen aminoglycoside phosphatransferase) ®Ó gióp cho viÖc thanh läc c¸c tÕ bµo kh«ng tiÕp nhËn DNA. Khi cã mét nång ®é tÕ bµo cao vµ t¹o ra mét ®iÖn thÕ cao trong mét thêi gian rÊt ng¾n, lóc ®ã trªn mµng tÕ bµo xuÊt hiÖn c¸c lç nhá, DNA cã thÓ ®i s©u vµo trong tÕ bµo vµ ë mét sè tÕ bµo chóng cã thÓ t-¬ng t¸c víi genome cña tÕ bµo. M¸y electroporation th-êng ®-îc l¾p ®Æt mét c«ng suÊt æn ®Þnh (vµ c¶ thêi gian g©y xung æn ®Þnh) víi c¸c ®iÖn thÕ biÕn ®æi tõ 500-1500 v/cm. §èi víi hÇu hÕt tÕ bµo, sù thiÕt lËp nh- vËy ®¶m b¶o 20-50% sè tÕ bµo cßn sèng sau khi thùc nghiÖm chuyÓn DNA. Qu¸ tr×nh chuyÓn gen nhê electroporation ®-îc thùc hiÖn ë nhiÖt ®é phßng cßn c¸c tÕ bµo ®-îc gi÷ liªn tôc trong ®¸ ®Ó kÐo dµi thêi gian më lç c¸c tÕ bµo. Tiªm trùc tiÕp ADN ngo¹i lai vµo nh©n tÕ bµo ®éng vËt nhê dông cô vi tiªm víi kim tiªm rÊt m¶nh. ViÖc chuyÓn gen vµo tÕ bµo ®éng vËt tèt nhÊt lµ chuyÓn vµo mét trong nh÷ng nh©n con cña trøng ®· thô tinh tr-íc khi c¸c nh©n con kÕt hîp víi nhau ®Ó t¹o ra hîp tö l-ìng béi. NÕu tiÕn hµnh chuyÓn gen ë c¸c giai ®o¹n muén cã thÓ t¹o ra ph«i kh¶m: chØ cã mét sè tÕ bµo cã gen chuyÓn vµo. B»ng c¸ch chuyÓn gen vµo giai ®o¹n tiÒn nh©n, gen chuyÓn vµo sÏ ®-îc truyÒn cho c¸c thÕ hÖ ph«i tiÕp theo vµ cã thÓ di truyÒn cho con ch¸u.ThiÕt bÞ chuyÓn gen b»ng vi tiªmPh-¬ng ph¸p nµy cho kÕt qu¶ rÊt cao nh-ng sè l-îngtÕ bµo ®-îc xö lý nhá do ph¶i thao t¸c trªn tõng tÕbµo. Ph-¬ng ph¸p nµy th-êng dïng ®Ó ®-a ADN vµohîp tö hoÆc c¸c tÕ bµo ph«i sím.Gene injected into the malepronucleiNguyªn lý thiÕt kÕ vect¬ chuyÓn gen liposom Ph-¬ng ph¸p dùa trªn sù t-¬ng t¸c ion cña DNA vµ thÓ liposome t¹o ra mét thÓ phøc hîp, phøc hîp nµy cã thÓ phãng thÝch c¸c DNA chøc n¨ng vµo tÕ bµo nu«i cÊy Liposom cÊu t¹o tõ c¸c líp mµng lipid t¹o d¹ng tói, bªn trong chøa n-íc, kÝch th-íc kho¶ng 10 nm ®Õn 1000 nm. Liposom th-êng cã mét líp lipid mang ®iÖn tÝch d-¬ng (lipofectamin) vµ c¸c ph©n tö lipid trung tÝnh - nªn nã cã ®iÖn tÝch d-¬ng (+). Liposom cã thÓ kÕt hîp víi c¸c ph©n tö, hoÆc c¸c chÊt mang ®iÖn tÝch ©m (-) t¹o thµnh phøc hîp æn ®Þnh. ThiÕt kÕ t¹o vect¬ liposom thùc chÊt lµ t¹o c¸c phøc hîp liposom - DNA. Ph©n tö DNA cã ®iÖn tÝch ©m (-) cã thÓ kÕt hîp víi liposom t¹o nªn c¸c phøc hîp æn ®Þnh, ®-îc sö dông lµm vect¬ chuyÓn gen.S¬ ®å cÊu tróc vµ ho¹t ®éng cña vect¬ liposom ThiÕt kÕ t¹o vect¬ liposom thùc chÊt lµ t¹o c¸c phøc hîp liposom - DNA. Ph©n tö DNA cã ®iÖn tÝch ©m (-) cã thÓ kÕt hîp víi liposom t¹o nªn c¸c phøc hîp æn ®Þnh, ®-îc sö dông lµm vect¬ chuyÓn gen.C¬ chÕ ho¹t ®éng cña vect¬ liposom Vect¬ liposom cã kh¶ n¨ng tiÕp xóc víi mµng tÕ bµo cña c¸c tÕ bµo ®Ých vµ chui qua mµng tÕ bµo, khi ®ã líp c¸c ph©n tö lipid bÞ ph©n huû lµm cho c¸c gen môc tiªu ®-îc ®-a vµo trong tÕ bµo. Gen môc tiªu cã thÓ ®-îc ®-a vµo trong nh©n, tån t¹i trong nh©n nh- nh÷ng ®¬n vÞ gen ®éc lËp. Trong nh©n c¸c gen môc tiªu cã thÓ cã qu¸ tr×nh t¸i tæ hîp lµm cho gen nµy ®-îc g¾n vµo bé gen cña tÕ bµo chñ. Sơ đồ chuyển gen nhờ virus vectorKhi x©m nhiÔm vµo tÕ bµo, virus cã kh¶ n¨ng chuyÓn bé gen cña nã vµo tÕ bµo ch ...