Bài giảng Dấu vân tay DNA

Dấu vân tay DNA1. DNA DNA (Deoxyribonucleic acid) là chất hoá học góp phần chính tạo nên nhiễm sắc thể. Một phần nhất định của nhiễm sắc thể quy định cho một tính trạng được gọi là một gen. Về mặt cấu trúc DNA là một chuỗi xoắn kép bao gồm hai sợi đơn xoắn quanh nhau. Mỗi sợi chứa một trình tự các base (còn được gọi là nucleotide).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Dấu vân tay DNA Dấu vân tay DNA1. DNADNA (Deoxyribonucleic acid) là chất hoá học góp phần chính tạo nên nhiễmsắc thể. Một phần nhất định của nhiễm sắc thể quy định cho một tính trạngđược gọi là một gen. Về mặt cấu trúc DNA là một chuỗi xoắn kép bao gồmhai sợi đơn xoắn quanh nhau. Mỗi sợi chứa một trình tự các base (còn đượcgọi là nucleotide). Có bốn loại base là Adenin, Guanin, Cytosine và Thymin. Hai sợi DNA liên kết với nhau qua từng base. Mỗi base chỉ với một basenhất định khác: Adenin (A) chỉ liên kết với Thymine (T) còn Guanin (G) chỉliên kết với Cytosine (C). Giả sử có một sợi đơn như sau:A-A-C-T-G-A-T-A-G-G-T-C-T-A-GSợi liên kết với nó sẽ có trình tự:T-T-G-A-C-T-A-T-C-C-A-G-A-T-CSợi kép DNA sẽ là:T-T-G-A-C-T-A-T-C-C-A-G-A-T-CA-A-C-T-G-A-T-A-G-G-T-C-T-A-GTrình tự DNA được đọc theo một chiều cố định, từ phía đầu (gọi là đầu 5’)tới phía cuối (gọi là đầu 3’). Trong một chuỗi kép hai sợi đơn có chiều ngượcnhau .5 T-T-G-A-C-T-A-T-C-C-A-G-A-T-C 33 A-A-C-T-G-A-T-A-G-G-T-C-T-A-G 5Cấu trúc hoá học của DNA được minh họa ở hình sau:2. DNA Fingerprinting là gì?DNA của tất cả mọi sinh vật đều giống nhau. Sự khác nhau duy nhấtgiữa cáccá thể trong cùng một loài là trình tự các cặp base. Có hàng tỉ cặp base trongDNA của mỗi cá nhân, do đó trình tự base ở mọi người là khác nhau.Mọi cá thể có thể được nhận dạng duy nhất dựa trên trình tự các cặp base củahọ. Tuy nhiên, do có hàng tỷ cặp base nên công việc sẽ vô cùng khó khăn.Thay vào đó các nhà khoa học có thể sử dụng một phương pháp ngắn hơn,đơn giản hơn nhiều dựa vào các mô hình lặp lại trong DNA.Các mô hình lặp lại không biểu diễn “dấu vân tay” của một cá thể nhưngchúng có thể khẳng định được rằng liệu hai mẫu DNA là từ một người, từ haingười có liên quan huyết thống hay từ hai người không có quan hệ gì. Cácnhà khoa học sử dụng một số lượng nhỏ các trình tự DNA có sựbiến đổi giữacác cá thể để phân tích những khả năng liên hệ có thể có.3. DNA Fingerprinting được tiến hành như thế nào ?3.1. Southern BlotSouthern Blot là một phương pháp phân tích các mô hình di truyền trongDNA của mỗi cá nhân. Các bước thực hiện Southern Blot bao gồm:3.1.1 Tách chiết DNA cần làm rõ từ mẫu như mô, máu, huyết thanh ... Côngviệc này có thể tiến hành hoặc theo phương pháp hoá học hoặc theo các biệnpháp sử dụng máy móc.3.1.2 Cắt DNA thành các đoạn nhỏ với kích thước khác nhau bằng cách sửdụng một hay nhiều Enzymgiới hạn.3.1.3 Sắp xếp các đoạn theo kích thước. Quá trình trong đó các kích thướckhác nhau được phân tách gọi là điện di trên gel (thạch). DNA được rót vàocác giếng trong gel, sau đó bản gel được đặt vào một điện trường sao cho cácgiếng có chứa DNA nằm ở phía cực âm. Vì DNA tích điện âm nên khi đặtvào điện trường các đoạn DNA sẽ di chuyển về phía cực dương. Đoạn DNAcàng nhỏ thì sẽ di chuyển càng nhanh và do đó sau cùng một thời gian dichuyển thì sẽ đi được một quãng đường xa hơn so với những đoạn lớn hơn.Như vật trên điện di đồ người ta có thể phân tách được các trình tự DNA theokích thước.3.1.4 Biến tính DNA làm cho các phân tử DNA từ dạng mạch kép trở thànhdạng mạch đơn. Quá trình này có thể thực hiện hoặc bằng nhiệt độ hoặc bằngcác hoá chất.3.1.5 Thấm DNA (Blotting the DNA). Bản gel, trên đó có DNA đã đượcphân tách theo kích thước, được áp vào màng nitrocellulose rồi nén chặt choDNA dính lên màng. Lúc này DNA đã sẵn sàng để được phân tích.Để phân tích Southern Blot người ta sử dụng các mồi đánh dấu phóng xạtrong phản ứng lai với DNA nghi vấn. Sau khi mẫu dò đã lai với DNA mạchđơn trên màng nitrocellulose người ta chiếu tia X và khi đó chỉ có nhữngvùng có mẫu dò bám vào mới hiển thị trên phim. Điều này giúp các nhànghiên cứu nhận diện mô hình di truyền của từng cá nhân.3.2. Tạo các mẫu dò phóng xạ3.2.1 Dùng enzym DNA polymerase để tổng hợp mẫu dò phóng xạ. Đầu tiêncho DNA dùng để làm mẫu dò vào ống.3.2.2 Tạo ra các vết khía, hay nói cách khác là các chỗ đứt dọc theo chiềudài của DNA cần tạo mẫu dò. Tiếp theo bổ xung các nucleotide tự do trongđó có các nucleotide, chẳng hạn nucleotide C, đã được đánh dấu phóng xạ.3.2.3 Cho DNA polymerase vào ống và ngay lập tức chúng bám vào các vếtcắt.3.2.4 DNA polymerase bắt đầu sửa chữa DNA theo chiều 5 - 3. Enzym nàyphá huỷ các liên kết phía trước nó (hoạt tính exonuclease 5 - 3) và thay bằngcác nucleotide mới (hoạt tính DNA polymerase). Khi các nucleotide C đánhdấu phóng xạ liên kết với các nucleotide G trên. Kết quả là DNA ban đầu trởthành DNA đánh dấu phóng xạ.3.2.5 DNA này sau đó được bằng nhiệt độ làm biến tính sợi kép thành hai sợiđơn. Trong hai sợi đơn sẽ có một sợi được đánh dấu phóng xạ còn sợi kia thìkhông. Sợi đánh dấu phóng xạ lúc này được gọi là mẫu dò và đã sẵn sàng chocông việc tiếp theo.3.3. Phản ứng lai phân tử3.3.1 Lai phân tử là quá trình kết hợp lại của hai mạch đơn DNA. Cơ sở củaviệc lai phân tử là các mối liên kết hydro giữa các base trên hai mạch. Giữa ...