Công nghệ ứng dụng quy trình kỹ thuật di truyền được gọi là gì

Loading Preview

Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.

Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCMBài Thuyết TrìnhDi truyền thực vậtChủ đề: Các bước trong kỹ thuật di truyềnGVHD : ThS. Nguyễn PhươngThành viên nhómĐặng Quốc Phong14130280Nguyễn Ngọc Ánh14145005Phạm Nguyên Khôi12113160Nội dung1. Lich sử và khái niệm về kỹ thuật di truyền2. Các bước của kỹ thuật di truyền3. Ứng dụng của kỹ thuật di truyền1. Lich sử và khái niệm về kỹ thuật di truyềna] Lịch sử về kỹ thuật di truyềnLịch sử của kỹ thuật di truyền được bắt đầu bằng phát minh củaAVERY vào năm 1944. Ông đã chứng minh được rằng các gennằm trong DNA. Hơn 10 năm sau, người ta mới biết đến cấu trúcDNA của Watson và Crick.Oswald Avery [ 1877 – 1955]Tuy nhiên, bước phát triển thực sự đầu tiênvào năm 1969 khi mà Smith và Nathans pháthiện ra những enzyme có thể cắt DNA ởnhững đọan đặc biệt, được gọi là enzym giớihạn [restriction endonuclease]. Vì phát minhnày hai ông đã nhận giải Nobel vào 1978,bằng những enzyme này việc cắt các đoạnDNA đã cho ra khả năng các đầu cuối của cácđọan DNA có thể nối lại với nhau, khi chúngcắt hai DNA nguồn gốc khác nhau chúng tanhận được phân tử DNA mới được tổ hợp lại[rDNA, recombined DNA].Smith [1762 – 1829]Nathans [ 1928 – 1999]b] GenGen là 1 đoạn của phân tử ADN mang thông tin mãhóa cho 1 sản phẩm xác định, đó là 1 chuỗipolypeptit hoặc 1 phân tử ARN.VD: gen hemoglobin alpha mã hóa chuỗi polypeptitalpha tạo nên phân tử hemoglobin trong hồng cầu.Bắp ngô to và nhiềuhạt, nhắtchất lượngLà chuộtnhưngtốtto hơnCà chuagiúpvậntinh bột caoKhoaitây chínchứachậmhàmlượngcon đồngloạichuyển đườngxabìnhmà khônghỏnghơnthườngGạo có hàm lượng vitamin AcaoNhững tính trạng đặc biệt của chúng do đâu mà có ?Do bộ gen của chúng đã được thay đổi bởi những ứng dụng của công nghệ sinh họcb] Công nghệ gen* Công nghệ gen: là ngành kỹ thuật về quytrình ứng dụng kỹ thuật di truyền [kỹ thuậtgen] nhằm tạo ra những tế bào hoặc sinh vậtcó gen bị biến đổi, có thêm gen mới, từ đótạo ra cơ thể với những đặc điểm mới.2. Kỹ thuật di truyềnVới việc tổ hợp lai mới DNA In Vitro có nghĩa là việc tổ hợp ra một vật chất di truyềnmới, lúc đó sẽ có kết quả nếu chúng ta tiến hành thành công từng buớc các phuơng phápcủa di truyền tế bào, di truyền học phân tử, đòi hỏi hết sức chính xác và phức tạp.2. Kỹ thuật di truyềnCác buớc cơ bản như sau:Cần phải cắt phân tử DNA mang thông tin di truyền với enzyme giới hạn.Cần phải tăng số luợng các đọan DNA đó [tạo klon, ngân hàng klon].Chọn lọc ra gen cần tìm [chọn lọc klon, tạo hibrid].Gắn xen đọan DNA vào hệ thống vận chuyển vector.Các gen cần phải được ghép xen vào bộ gen của tế bào nhận.Cần phải sao chép được.Các gen cần phải thể hiện ra trong cá thể được ghép gen.Cần phải di truyền đựơc cho thế hệ sau.2. Kỹ thuật di truyềnKĩ thuật gen [kĩ thuật di truyền]: là các thao tác tác động lên ADN để chuyển một đoạn ADN mang mộthoặc một cụm gen từ tế bào cho sang tế bào nhận nhờ thể truyềnCác bước thực hiện kĩ thuật di truyền:a] Tạo ADN tái tổ hợpb] Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhậnc] Tách dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợpa] Tạo ADN tái tổ hợp- Chọn thể truyền[plasmit] và đoạn ADN cần ghép.- Dùng emzyme cắt giới hạn [Restrictaza] cắt đoạn tương ứng trên phân tử ADN và đoạn mở vòng trênthể truyền tạo nên các đầu dính mang trình tự nu tương ứng.- Trộn 2 loại ADN để bắt cặp bổ sung.- Emzyme nối ligaza tạo liên kết photphodieste làm liền mạch ADN tạo nên ADN tái tổ hợpb] Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận- Có 2 phương pháp:+ Phương pháp biến nạp: Dùng Canxi Clorua hoặc xung điện để làm giãn màng sinh chất của tế bào, làmcho ADN tái tổ hợp dễ dàng chui vào trong tế bào+ Phương pháp tải nạp: Thể truyền là virus lây nhiễm vi khuẩn, chúng mang gen cần chuyển và xâm nhậpvào tế bào vật chủ.c] Tách dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp- Dựa vào các dấu chuẩn hoặc gen đánh dấu được cấy vào thể truyền mà chúng ta nhận ra tế bàonào đã nhận được ADN tái tổ hợp.- Gen đánh dấu có thể là gen kháng chất kháng sinh.- Chiếu Video minh họa:EnmmziziEntcắtcắADN NST tế bàoBước 1Phân tử ADN làm thể truyềnchoEnziminốĐoạn ADN tách từ TBBước 2choADN tái tổ hợpADN dạng vòng củaTB vi khuẩnBước 3ADN NST tế bàoPhân tử ADNcholàm thểtruyềnBước1Đoạn ADN tách từ TB choBước2ADN tái tổ hợpBước3ADN dạngvòng của TB vikhuẩnTạo ADN tái tổ hợp3. Ứng dụng công nghệ di truyềnCông nghệ gen được ứng dụng và nghiên cứu trong các lĩnh vực: Khoa học, Y học, nông nghiệp, côngnghiệp,… trên cơ thể Động vật và Thực vật.Ở thức vật- Công nghệ gen cho phép tạo ra những thực vật chuyển gen mang gen mong muốn của con người.- Thực vật chuyển gen là thựcvật có gen ngoại lai xen vào trong ADN genome của nó. Gen ngoạilai này phải được truyền lại cho tất cả mọi tế bào, kể cả các tế bào mầm.- Việc chuyển gen ngoại lai vào thực vật chỉ thành công khi các gen này di truyền lại cho thế hệsau.Những hướng nghiên cứu chính- Cây trồng chuyển gen kháng các côn trùng, vi khuẩn, virus, nấm gây bệnh.- Cây trồng chuyển gen cải tiến các protein hạt.- Cây trồng chuyển gen sản xuất những loại protein mới.- Cây trồng chuyển gen mang tính bất dục đực.-Thực vật biến đổi gen để sản xuất các acid béo thiết yếu.- Phát triển hệ thống marker chọn lọc.- Làm sạch đất ô nhiễm.- Làm thức ăn chăn nuôi.Các thành tựu nổi bật của công nghệ gen thực vậtCây ngôHiện nay, cây ngô đã được biến đổi gen để mang các tính trạng như kháng côn trùng và chống chịu thuốcdiệt cỏ.Ngô bình thườngNgô chuyển gen kháng sâu bệnhCây lúaChuyển gen ở cây lúa đang được tập trung vào tính trạng chống chịu thuốc diệt cỏ và sản xuất vitaminA.Hạt gạo biến đổi genHạt gạo bình thườngCây cà chua- Cà chua được biến đổi gen mang các tính trạng như khả năng chịu thuốc diệt cỏ, kháng vậtký sinh và làm chậm quá trình chín của quả.Cà chua đối chứngCà chua chuyển gen kháng sâu bệnhCà chua được chuyển gen kéo dài thời gian chínCây thuốclá cảnhCám ơn thầy và các bạn đã chú ý lắng nghe

[Xem thêm Tổng quan về di truyền học Tổng quan về di truyền học Gen, đơn vị cơ bản của di truyền, là một đoạn DNA chứa tất cả các thông tin cần thiết để tổng hợp một polypeptide [protein]. Protein được sắp xếp theo 4 phân bậc cấu trúc: chuỗi polipeptide... đọc thêm .]

Công nghệ chẩn đoán di truyền đang được cải thiện nhanh chóng. DNA hoặc RNA có thể được khuếch đại bằng cách tạo ra nhiều bản sao của một đoạn gen hoặc gen để sử dụng PCR.

Các mẫu gen có thể được sử dụng để định vị các đoạn cụ thể của DNA bình thường hoặc đột biến. Các phương pháp thăm dò khác nhau có thể nghiên cứu các kích thước khác nhau của chuỗi DNA. Một đoạn DNA đã biết có thể được nhân bản và sau đó được gắn nhãn huỳnh quang [sử dụng phương pháp lai tại chỗ gắn huỳnh quang [FISH]]; đoạn này sau đó được kết hợp với mẫu thử nghiệm. Sau đó, DNA đã gắn nhãn nối với đoạn DNA bổ trợ [cDNA] của nó và có thể được phát hiện bằng cách định lượng và định tính huỳnh quang. Các mẫu gen có thể phát hiện ra một số rối loạn trước và sau khi sinh.

trình tự oligonucleotide [ mẫu dò] là một loại mẫu dò thường xuyên được sử dụng để xác định các vùng bị xóa hoặc vùng trình tự DNA lặp trong các nhiễm sắc thể cụ thể trên cơ sở biểu hiện gen. DNA từ bệnh nhân được so sánh với một hệ gen mẫu sử dụng nhiều mẫu dò oligonucleotide. Sử dụng các mẫu dò như vậy, toàn bộ bộ gen có thể được kiểm tra .

Microchips là những công cụ hữu dụng mới có thể được sử dụng để xác định các đột biến DNA, các đoạn RNA, hoặc các protein. Một con chip đơn có thể kiểm tra hàng triệu sự thay đổi DNA khác nhau chỉ bằng một mẫu. Microchips cung cấp độ phân tích chính xác hơn cho các nghi vấn về hệ gen so với các mẫu dò oligonucleotide.

Công nghệ xác định trình tự thế hệ tiếp theo đã thay đổi đáng kể cách tiếp cận chẩn đoán di truyền. Công nghệ này liên quan đến việc phá vỡ toàn bộ hệ gen thành các phân đoạn nhỏ, sắp xếp các phân đoạn, và sau đó lắp ráp các trình tự bằng các kỹ thuật tính toán chuyên sâu để cung cấp trình tự base-by-base của toàn bộ hệ gen hoặc nhiều vùng giới hạn hơn, chẳng hạn như phần mang thông tin chính của hệ gen được gọi là exome [ tổng hợp từ các exon]. Quá trình này giúp xác định một hoặc nhiều biến đổi nucleotide cũng như các vùng bị chèn hoặc xóa. Chi phí của công nghệ này đã thấp hơn nhiều và còn tiếp tục giảm. Các thiết bị và các phương pháp tính toán cũng tiếp tục được cải thiện.

Cách mạng công nghệ này đã nâng tầm một phần đáng kể các kỹ thuật của chẩn đoán di truyền sang xác định trình tự thế hệ tiếp theo. Có thể hiểu được rằng khi công nghệ này tiếp tục phát triển mạnh mẽ, nó sẽ trở thành trụ cột của chẩn đoán di truyền. Tuy nhiên, các exome và hệ gen còn nhiều vấn đế chưa được tìm hiểu rõ ràng, bởi vậy việc phân tích kết quả vô cùng phức tạp. Vượt qua những khó khăn trên, những kỹ thuật này là công nghệ của tương lai.