Công nghệ tế bào động vật ứng dụng: Phần 2 - Trường ĐH Thủ Dầu Một

Nội dung của tài liệu "Công nghệ tế bào động vật ứng dụng" gồm có Ứng dụng kỹ thuật recombinant dna và tạo dòng gene để điều chế các sản phẩm sinh học; mô da dùng trong dòng hóa; lập trình của di truyền ngoài nhân DNA; xác định tính đa năng của tế bào;...Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 2 dưới đây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ tế bào động vật ứng dụng: Phần 2 - Trường ĐH Thủ Dầu Một CHƯƠNG III LẬP TRÌNH CỦA DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN DNA (EPIGENETIC)3.1. Định nghĩa epigenetic Khái niệm epigenetic được Waddington đưa ra vào năm 1942, lúc này các tínhchất vật lý và vai trò di truyền của gene vẫn chưa được khám phá, ông sử dụngepigenetic như là một mô hình khái niệm về cách thức gene có thể tương tác với môitrường xung quanh để tạo ra một kiểu hình. Theo Robin Holliday, định nghĩa epigenetic: “là sự nghiên cứu các cơ chế kiểmsoát theo thời gian và không gian hoạt động của gene trong sự phát triển phức tạp củasinh vật”. Như vậy epigenetic có thể được dùng để mô tả bất cứ điều gì khác trình tựDNA có ảnh hưởng đến sự phát triển của một cơ quan. Ngày nay, sự lập trình epigenetic được hiểu là sự thay đổi trong quá trình nguyênphân hay giảm phân mà không gây nên sự thay đổi nào trong trình tự DNA, nhưng tạora tác động quan trọng cho sự phát triển thành một cơ thể (Russo và ctv, 1996).3.2. Cơ sở phân tử của epigenetic Ở sinh vật nhân chuẩn, tồn tại những đặc tính cấu trúc của NST có ảnh hưởngđến sự phiên mã của gene, thường ở dạng thường biến trên DNA hay NST mà vẫnđược di truyền ổn định sang các tế bào con. Những đặc tính này được gọi là ngoại ditruyền bởi chúng xuất hiện ở ngoài phạm vi trình tự DNA và vẫn được duy trì từ tếbào này sang thế hệ kế tiếp. Bởi có những đặc tính ngoại di truyền, các dạng tế bàokhác nhau sinh trưởng trong cùng một môi trường có thể giữ lại những đặc điểm riêngbiệt của chúng. Hình 3.1. Khả năng phát triển và trạng thái epigenetic của các tế bào. Mô hìnhcủa C. H. Waddington về epigenetic. Các loại tế bào với tiềm năng phát triển khácnhau (trái) và các trạng thái epigenetic tương ứng (phải). Sự hạn chế phát triển đượcminh họa là những viên bi lăn xuống chỗ lõm. Màu viên bi tương ứng với trạng thái 93biệt hóa khác nhau (tím – toàn năng, xanh – đa năng, đỏ - vạn năng, xanh lá cây – đơnnăng). Quá trình tái lập trình được thể hiện bằng mũi tên đứt đoạn (Waddington,1957). Cơ sở phân tử của epigenetic rất phức tạp, nó liên quan đến biến đổi kích hoạtgene nhất định, nhưng không thay đổi cấu trúc DNA. Ngoài ra, các protein NST có thểđược kích hoạt hoặc tắt. Điều này giải thích tại sao các tế bào khác nhau trong cơ thểsinh vật đa bào chỉ biểu hiện các gene cần thiết cho hoạt động của mình. Epigenetic được bảo tồn khi tế bào phân chia. Hầu hết các thay đổi epigenetic chỉxảy ra trong mỗi cá thể, nhưng nếu một đột biến DNA trong tinh trùng hoặc trứng khithụ tinh thì các thay đổi epigenetic sẽ truyền đến thế hệ sau. Điều này đặt ra câu hỏi cóhay không sự thay đổi epigenetic trong mỗi sinh vật từ đó thay đổi cấu trúc cơ bảnDNA của nó.  Quy trình epigenetic gồm + Paramutation Đặc tính ngoại di truyền nhìn chung mang tính động trong tiến trình phát triển vàkhông được giữ lại ở thế hệ sau của thế hệ kế tiếp, nhưng một số, như hiện tượng cậnđột biến (paramutation), vẫn được di truyền qua nhiều thế hệ và tồn tại như nhữngngoại lệ hiếm hoi nằm ngoài quy luật chung của DNA. Cận đột biến là sự tương tác giữa hai allele của một locus, dẫn đến sự thay đổi ditruyền của allele đó gây ra bởi allele khác. + Bookmarking là hiện tượng sinh học có chức năng như một cơ chế ngoại ditruyền để truyền bộ nhớ tế bào của các mô hình biểu hiện gene trong tế bào, trongnguyên phân đến các tế bào thế hệ sau. Điều này rất quan trọng trong việc duy trì cáckiểu hình trong một dòng tế bào. Ví dụ các tế bào gan phân chia thành tế bào gan vàkhác các loại tế bào khác. Đặc điểm của bookmarking là một số trình tự khởi đầuphiên mã gene không bị nén chặt. Cơ chế của bookmarking: Tại một số điểm trước khi khởi đầu nguyên phân, promoter của các gene tồn tạitrong một trạng thái có chức năng phiên mã, bị đánh dấu bằng cách nào đó. “Đánh dấu” này vẫn tồn tại trong và sau khi nguyên phân. Các “đánh dấu” truyền đến bộ nhớ biểu hiện gene bằng cách ngăn cản sự nénchặt của DNA ở locus này trong phân bào, hoặc tạo điều kiện lắp ráp lại các phức hợpphiên mã trên promoter, hoặc cả hai. Trong một số trường hợp, đánh dấu qua trung gian bằng cách liên kết với các yếutố đặc trưng cho promoter trước khi khởi đầu nguyên phân, nhưng trong một trườnghợp khác việc đánh dấu được thực hiện qua trung gian là các mô hình biến đổi củahiston hoặc sự hiện diện của các biến thể histon đặc trưng cho các gene hoạt động kéodài suốt quá trình nguyên phân. 94 Ví dụ: Sự căng thẳng, cảm ứng bởi gene hsp70 bookmarking hoạt động như mộtcơ chế để đảm bảo các gene này có thể được sao chép vào đầu giai đoạn G1 nếu mộtcăng thẳng xảy ra tại một thời điểm đó. Nếu các promoter gene bị nén chặt ở G1 thì ...