Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 3 - ThS. Vương Thị Thúy Hằng

Bài giảng "Công nghệ sinh học đại cương" Chương 3 Công nghệ ADN tái tổ hợp, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Virus, vi khuẩn và khả năng chuyển tải vật liệu di truyền; các enzym tham gia vào quá trình ADN tái tổ hợp; công nghệ DNA tái tổ hợp; quan điểm về công nghệ gen và giống cây trồng chuyển gen. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 3 - ThS. Vương Thị Thúy Hằng CHƯƠNG 3CÔNG NGHỆ ADN TÁI TỔ HỢP Nội dung1 Virus, vi khuẩn và khả năng chuyển tải vật liệu di truyền2 Các enzym tham gia vào quá trình ADN tái tổ hợp3 Công nghệ DNA tái tổ hợp4 Quan điểm về công nghệ gen và giống cây trồng chuyển gen 3.1. Virus, vi khuẩn và khả năng chuyển tải vật liệu di truyền Những đặc trưng cơ bản: - Ở vi khuẩn, plasmid là một sợi ADN mạch vòng có kích thước nhỏ hơnnhiều so với ADN nhiễm sắc thể của vi khuẩn. Plasmid có thể được nhân bảnmột cách độc lập không phụ thuộc vào quá trình nhân đôi của nhiễm sắc thể . - Một số tế bào E. coli có mang plasmid vòng (gọi là yếu tố giới tính F).Yếu tố F có thể tồn tại trong tế bào ở trạng thái tự do trong tế bào chất hoặc cóthể ở dạng ghép nối với nhiễm sắc thể mạch vòng của vi khuẩn. - Trong quá trình tiếp hợp giữa các vi khuẩn, yếu tố F của vi khuẩn có thểchuyển từ tế bào mang F sang tế không mang F . 3.1.1. Vi khuẩn Những đặc tính cơ bản của vi khuẩn đã được khai thác sử dụngtrong rất nhiều lĩnh vực đời sống như: - Công nghiệp sản xuất kháng sinh, vitamin, axit amin,... - Sản xuất vacxin tái tổ hợp và các chất hoạt tính sinh học khácdùng trong y tế . - Công nghiệp chế biến thực phẩm. - Công nghiệp vi sinh bảo vệ thực vật. - Phân bón sinh học. 3.1.2. Siêu vi khuẩn lambda ( ) Có thể mang bên trong vỏ protein của nó một phân tử ADNkích thước khoảng 50kb. Đây chính là genom của SVK . Đoạn giữacủa sợi ADN của SVK là đoạn không nhất thiết phải có đối với táibản và tái tổ hợp của SVK này. 3.1.3. Các plasmid dùng trong chuyển gen Ở vi khuẩn, plasmid là một sợi ADN mạch vòng có kíchthước nhỏ hơn nhiều so với ADN nhiễm sắc thể của vi khuẩn.Plasmid có thể được nhân bản một cách độc lập không phụ thuộcvào quá trình nhân đôi của nhiễm sắc thể. 3.1.4. Cosmids Cosmid là những vector được tạo ra nhờ lai ghép ADN củaSVK với plasmid ADN. Cosmid có thể được nhân bản theo 2cách: hoặc là sinh sản như các plasmid hoặc sinh sản như SVK.Tuy nhiên cosmid có thể mang theo một đoạn ADN lạ lớn gấp 3lần genom của SVK. 3.1.5. Siêu vi khuẩn đơn sợi Một siêu vi khuẩn có genom chỉ là một ADN đơn sợiđược gọi là siêu vi khuẩn đơn sợi. Trong quá trình lây bệnhở vi khuẩn, sợi đơn ADN được chuyển hóa thành sợi ADNxoắn kép giống như ADN genom của các cơ thể sống khácvà có khả năng nhân bản bình thường như các siêu vi khuẩnkhác . 3.2. Các enzym tham gia vào quá trình ADN tái tổ hợp 3.2.1. Các enzym cắt giới hạn đặc thù của ADN Các enzym cắt đã trở thành một phương tiện không thể thiếu của các kỹthuật sinh học phân tử: - Phân cắt ADN và tạo ra các phân đoạn ADN, ở giai đoạn có trình tựnucleotid đặc thù ở tất cả các cơ thể sống. - Sử dụng để thiết kế các vectơ chuyển gen. ADN của các vi khuẩn này có khả năng miễn dịch đối với các enzym nộibào của chính nó. Khả năng miễn dịch này có được là do quá trình methyl hoacác phân tử ADN của vi khuẩn. Các ADN được methylhoa của vi khuẩn sẽkhông bị endonuclease phân hủy. 3.2.2. Ligase và kinase Hai enzym này đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật ADN táitổ hợp: ADN - ligase Kinase 3.2.3. ADN- polymerase và ARN – polymerase Các enzym này tham gia vào quá trình sinh tổng hợp ADNvà ARN với việc sử dụng một sợi ADN khuôn (template) và mồi(primer) ADN hoặc ARN. Trong khi việc tổng hợp ARN có thể bắtđầu hoàn toàn mới.3.3. CÔNG NGHỆ ADN TÁI Tổ HỢP3.3.1. Thế nào là một ADN tái tổ hợp? 3.3.2. Ý nghĩa của việc tách các gen đặc thù - Cần cho việc xác định trình tự nucleotid của gen này . - Xác định được chức năng của gen thông qua việc tìm ra proteinnào là sản phẩm của gen. - So sánh trình tự ADN của các gen hoặc các allel khác nhau củacùng một gen. - Gen nghiên cứu được biểu hiện ở cơ thể được chuyển gen vàchức năng của gen được thể hiện.3.3.3. Các bước tạo ADN tái tổ hợp3.3.3.1. Tách chiết ADN3.3.3.2. Phân cắt ADN Phân cắt ADN được thực hiện nhờ cácenzym cắt giới hạn (restriction enzym).3.3.3.3. Ghép nối ADN ...