Vai trò công nghệ tế bào trong công nghệ sinh học

Công nghệ sinh học là quá trình sản xuất các sản phẩm trên quy mô công nghiệp, trong đó nhân tố tham gia trực tiếp và quyết định là các tế bào sống. Mỗi tế bào sống của cơ thể sinh vật hoạt động trong lĩnh vực sản xuất này được xem như một lò phản ứng nhỏ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vai trò công nghệ tế bào trong công nghệ sinh học Vai trò công nghệ tế bào trong công nghệ sinh học I. KHÁI NIỆM CÔNG NGHỆ SINH HỌC Có nhiều định nghĩa và cách diễn đạt khác nhau về công nghệ sinh học tùytheo từng tác giả, nhưng tất cả đều thống nhất về khái niệm cơ bản sau đây: Côngnghệ sinh học là quá trình sản xuất các sản phẩm trên quy mô công nghiệp, trong đónhân tố tham gia trực tiếp và quyết định là các tế bào sống (vi sinh vật, thực vật,động vật). Mỗi tế bào sống của cơ thể sinh vật hoạt động trong lĩnh vực sản xuấtnày được xem như một lò phản ứng nhỏ. Đầu những năm 1980, đã bắt đầu hình thành công nghệ sinh học hiện đ ại làlĩnh vực công nghiệp sử dụng hoạt động sinh học của các tế bào đã được biến đổidi truyền. Công nghệ sinh học hiện đại ra đời cùng với sự xuất hiện kỹ thuật gen.Cơ sở sinh học được áp dụng ở đây bao gồm sinh học phân tử, sinh học tế bào, hóasinh học, di truyền học, vi sinh vật học, miễn dịch học, cùng các nguyên lý kỹ thuậtmáy tính... Có hai cách định nghĩa công nghệ sinh học một cách tổng quát nhất:- Do UNESCO (1985) định nghĩa: Công nghệ sinh học là công nghệ sử dụng một bộphận hay tế bào riêng rẽ của cơ thể sinh vật vào việc khai thác sản phẩm của chúng.- Do Trường Luật Stanford (1995) định nghĩa: Công nghệ sinh học là công nghệchuyển một hay nhiều gen vào sinh vật chủ nhằm mục đích khai thác sản phẩm vàchức năng của gen đó. Sự khác biệt rõ rệt nhất của hai định nghĩa trên thuộc về đối tượng tác độngcủa công nghệ sinh học: UNESCO xem cơ quan, bộ phận, tế bào và chức năng riêngrẽ của sinh vật là đối tượng, trong khi đó Trường Luật Stanford lại coi gen là đ ốitượng tác động của công nghệ. Từ các định nghĩa trên, có thể phân biệt đ ược hainhóm công nghệ sinh học là:1. Công nghệ sinh học truyền thống (traditional biotechnology) Bao gồm:+ Thực phẩm lên men truyền thống (food of traditional fermentations)+ Công nghệ lên men vi sinh vật (microbial fermentation technology)+ Sản xuất phân bón và thuốc trừ sâu vi sinh vật (production of microbial fertilizerand pesticide)+ Sản xuất sinh khối giàu protein (protein-rich biomass production)+ Nhân giống vô tính bằng nuôi cấy mô và tế bào thực vật (plant micropropagation)+ Thụ tinh nhân tạo (in vitro fertilization)2. Công nghệ sinh học hiện đại (modern biotechnology) Bao gồm:+ Nghiên cứu genome (genomics)+ Nghiên cứu proteome (proteomics)+ Thực vật và động vật chuyển gen (transgenic animal and plant)+ Động vật nhân bản (animal cloning) 1+ Chip DNA (DNA chip)+ Liệu pháp tế bào và gen (gene and cell therapy)+ Protein biệt dược (therapeutic protein)+ Tin sinh học (bioinformatics)+ Công nghệ sinh học nano (nanobiotechnology)+ Hoạt chất sinh học (bioactive compounds). II. KHÁI NIỆM CÔNG NGHỆ TẾ BÀO Công nghệ tế bào là một bộ phận quan trọng của công nghệ sinh học, chủyếu nghiên cứu các quá trình nuôi cấy tế bào động - thực vật và vi sinh vật đ ể s ảnxuất sinh khối, sản xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học (enzyme, vaccine, cácchất thứ cấp…). Mặc dù, các kỹ thuật nuôi cấy tế bào chỉ được phát triển vào nửa đầu thế kỷ20, nhưng đến nay các ứng dụng của chúng đã có những bước tiến vượt bậc nhờ sựđóng góp của công nghệ DNA tái tổ hợp. Công nghệ tế bào bao gồm:- Công nghệ tế bào thực vật.- Công nghệ tế bào động vật.- Công nghệ tế bào vi sinh vật.III. VAI TRÒ CÔNG NGHỆ TẾ BÀO TRONG CÔNG NGHỆ SINH HỌC1. Công nghệ tế bào trong công nghệ gen1.1. Cơ sở khoa học của công nghệ gen  Dựa vào đặc điểm hoạt động của gen- Gen mã hóa protein theo mã bộ ba  biểu hiện tính trạng.+ Thay đổi gen  thay đổi tính trạng.+ Sử dụng gen để biểu hiện  sản xuất các chế phẩm.- Gen là một đoạn của ADN+ Có thể cắt rời nhờ enzim cắt liêt kết phosphodiester (RE).+ Gen là một thực thể có thể hoạt động độc lập.+ Có khả năng di chuyển vào tế bào lạ nhờ công cụ.- Hoạt động của gen+ Gen chuyển vào tế bào lạ  gen biểu hiện được và hệ gen tế bào lạ không bị ảnhhưởng.  Dựa vào tính toàn năng của tế bào Một tế bào đã chuyên hóa chứa một lượng thông tin di truyền (bộ ADN)tương đương với một cơ thể trưởng thành, để trong điều kiện nhất định tế bào đócó thể phát triển thành một cơ thể hoàn chỉnh. 21.3. Vai trò công nghệ tế bào trong công nghệ gen Tùy vào đối tượng nhận gen là tế bào thực vật, tế bào động vật hay vi sinhvật mà vai trò của công nghệ tế bào thể hiện khác nhau. Trong công nghệ gen vai trò của công nghệ tế bào thể hiện ở khâu nuôi cấytế bào.1.3.1. Nuôi cấy tế bào thực vật Sau khi thực hiện các bước của quá trình chuyển gen: xác định gen liên quanđến tính trạng cần quan tâm; phân lập gen (PCR hoặc sàng lọc từ thư viện cDNAhoặc từ thư viện genomic DNA); gắn gen vào vector biểu hiện (expression vector)để biến nạp; biến nạp vào E. coli; tách chiết DNA plasmid; thì biến nạp vào môho ...