Giáo trình CƠ SƠ VÀ PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC PHÂN TỬ - Chương 8

Chương 8 TẾ BÀO CHỦ VÀ VECTORTóm tắt: Trong chương này, chúng ta sẽ bàn đến khía cạnh sinh học của việc tách dòng gene bao gồm việc sử dụng các phân tử vector và hệ thống sống thích hợp, tức vật chủ mà ở đó vector có thể được nhân lên. Các loại tế bào chủ sẽ được mô tả đầu tiên, tiếp theo lả các hệ thống vector và các phương pháp dùng để đưa ADN vào các tế bào. Tế bào chủ và vector là hai đối tượng cực kì quan trọng trong kĩ thuật tách dòng....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình CƠ SƠ VÀ PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC PHÂN TỬ - Chương 8Chương 8TẾ BÀO CHỦ VÀ VECTORTóm tắt: Trong chương này, chúng ta sẽ bàn đến khía cạnh sinh học của việctách dòng gene bao gồm việc sử dụng các phân tử vector và hệ thống sống thíchhợp, tức vật chủ mà ở đó vector có thể được nhân lên. Các loại tế bào chủ sẽđược mô tả đầu tiên, tiếp theo lả các hệ thống vector và các phương pháp dùngđể đưa ADN vào các tế bào. Tế bào chủ và vector là hai đối tượng cực kì quantrọng trong kĩ thuật tách dòng. Có hai loại tế bào chủ, đó là: Tế bào chủ nhânsơ, Tế bào chủ nhân chuẩn và E. coli là vật chủ được sử dụng nhiều nhất trongkĩ thuật tách dòng. Vector tách dòng được phân biệt với vector chuyển gene ởmột số đặc điểm cơ bản. Có nhiều loại vector được sử dụng trong kĩ thuật ditruyền, nhưng được sử dụng rộng rãi nhất là plasmid.Nội dung của chương gồm 3 vấn đề chính là: (1) Tế bào chủ; (2). Vector, (3).Phương pháp chuyển vector tái tổ hợp vào tế bảo chủ.§1. TẾ BÀO CHỦ Loại tế bào chủ sử dụng trong một ứng dụng cụ thể chủ yếu phụ thuộc vàomục đích của thí nghiệm tách dòng. Nếu mục đích đó là tách ra một gene đểphân tích cấu trúc thì yêu cầu ở dây chỉ là một hệ thống đơn giản, dễ sử dụng.Nếu mục đích là biểu hiện thông tin di truyền ở một sinh vật nhân chuẩn bậccao, chẳng hạn ở thực vật, thì đòi hỏi phải có một hệ thống đặc thù hơn. Thườngthì một vật chủ ban đầu đơn giản được sử dụng để tách một đoạn trình tự màđoạn này sau đó được đưa vào một hệ thống phức tạp hơn để biểu hiện. Các loạitế bào chủ yếu được nêu trên bảng 8.1.1.1. Các vật chủ nhân sơ Một tế bào chủ lí tưởng là một tế bào dễ nuôi cấy và dễ nhân giống, dễ thunhận được nhiều loại vector. Vi khuẩn E. coli đáp ứng các yêu cầu này và đượcsử dụng trong rất nhiều kĩ thuật tách dòng. E. coli được nghiên cứu rất tỉ mỉ, rấtnhiều loài khác nhau đã được các nhà di truyền học vi sinh vật phân lập khinghiên cứu các cơ chế di truyền của sinh vật nhân sơ này. Các nghiên cứu đó đãcung cấp những thông tin khoa học giá trị làm cơ sở cho kĩ thuật di truyền. 109Bảng 8.1. Các loại tế bào chủ dùng trong kĩ thuật di truyền Vi khuẩn Nhân sơ Gram âm Escherichia coli Gram dương Bacillus subtilis Streptomyces spp. Nấm Nhân chuẩn Vi sinh vật saccharomces cerevisiae Aspergillus nidulans Có khuẩn li Thực vật Nhân chuẩn Tế bào trần Các loại khác nhau Tế bào nguyên Các loại khác nhau Cả cơ thể Các loại khác nhau Động vật Nhân chuẩn Tế bào sâu bọ Drosophiia melanogaster Tế bào động vật Các loại khác nhau Tế bào trứng Các loại khác nhau Cả cơ thể Các loại khác nhau E. coli là vi khuẩn gram âm có một nhiễm sắc thể riêng lẻ nằm trong mộtcấu trúc gọi là vùng nhân (nucleoit). Kích thước của hệ gene vào khoảng 4 x 106bp. Các quá trình biểu hiện gene (phiên mã và dịch mã) đi đôi với nhau, sinh rasợi mARN được tổng hợp mới và được sử dụng ngay cho quá trình dịch mã. Vìvậy, E. coli có thể được coi là một trong những tế bào vật chủ đơn giản nhất, chonên các thí nghiệm tách dòng gene đều sử dụng E. coli làm vật chủ với nhiều nòikhác nhau về mặt di truyền và cho những ứng dụng đặc biệt. Ngoài E. coli, các vi khuẩn khác cũng được dùng làm vật chủ cho các thínghiệm tách dòng gene, chẳng hạn: Bacillus, Pseudomonas và Streptomyces.Các loại vi khuẩn này có những hạn chế nhất định đối với các vật chủ, đó là córất ít vector thích hợp để sử dụng trong các tế bào đó và đưa ADN tái tổ hợp vàocác tế bào đó có thể gặp khó khăn, đặc biệt khó khăn khi dối mặt với các thínghiệm tách dòng ban đầu.1.2. Các vật chủ nhân chuẩn Một trong những nhược điểm sử dụng E. coli làm vật chủ để tách dòng làlà sinh vật nhân sơ không có màng nhân như ở các tế bào nhân chuẩn. Các tếbào nhân chuẩn có phổ tồn tại rất rộng từ các vi sinh vật như nấm men và tảocho đến các tế bào của các sinh vật đa bào phức tạp, như con người chẳng hạn.Các tế bào vi sinh vật nhân chuẩn có nhiều đặc tính của vi khuẩn như dễ nhângiống, dễ tạo ra các đột biến. Trong khi các sinh vật nhân chuẩn bậc cao gây rahàng loạt khó khăn đòi hỏi phải có những cách giải quyết đặc hiệu. 110 Nấm men Saccharomyces cerevisiae là một vi sinh vật nhân chuẩn đượcưa thích để nghiên cứu kĩ thuật di truyền. Nó đã được sử dụng nhiều thế kỉ trongsản xuất bánh mì và bia, và được nghiên cứu rất tích cực. Sinh vật này có thể sửdụng dễ dàng để phân tích di truyền học kinh điển, chúng có nhiều loại tế bàođột biến. Hệ gene của S. cerevisaae có ...