Đề cương công nghệ sinh học

ĐỀ CƯƠNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC

PHẦN I. CÁC KỸ THUẬT NỀN CỦA CNSH HIỆN ĐẠI

Câu 1. Khái niệm về Enzym giới hạn? Cách đặt tên, kiểu cắt, tần suất cắt? Ứng

dụng của Enzym giới hạn trong công nghệ gen?

Trả lời

1. Khái niệm Enzym giới hạn (Restriction enzym) – RE

- Là enzym chỉ cắt ADN tại những trình tự đặc hiệu (vị trí nhất định) do chúng chỉ

nhận biết được 1 trình tự đặc trưng và cắt trình tự đó tại 1 điểm cố định

- Các RE có vị trí cắt rất đặc hiệu nhưng lại không đặc hiệu về loài nghĩa là chúng

có khả năng cắt bất kỳ loại ADN nào tách chiết từ các nguồn khác nhau.

2. Cách đặt tên (cho RE loại II: loại phổ biến nhất hiện nay)

Tên gọi của các RE được quốc tế quy định:

- Chữ đầu viết hoa là chữ đầu tiên trong tên chi vi khuẩn mà từ đó RE được phát

hiện

- Tiếp theo là 2 chữ đầu của tên loài không viết hoa

- Sau đó là một chữ viết hoa chỉ tên chủng

- Cuối cùng là chữ số La Mã chỉ thứ tự RE được phát hiện

3. Kiểu cắt (cho RE loại II)

Có 2 kiểu:

 Cắt tạo ra đầu bằng:

+ Cắt cả 2 mạch ADN ở cùng 1 vị trí

+ Các đoạn cắt theo kiểu này không có khả năng tự kết hợp lại mà phải dùng

Enzym nối hoặc adaptor đặc dụng cho từng loại enzym

 Cắt tạo đầu so le:

+ Cắt 2 mạch ADN ở vị trí lệch nhau

+ Tạo ra các đoạn ADN có các đầu so le có trình tự nu hoàn toàn bổ sung

cho nhau nên có thể tự nối với nhau, các đầu so le gọi là đầu dính.

4. Tần suất cắt (cho RE loại II)

Giả thiết sự sắp xếp của các bazo là ngẫu nhiên thì xác suất để 1 đoạn trình tự

được nhận biết là 1/4n

(n là số nu của chuỗi được nhận biết)

 Như vậy chuỗi trình tự càng ngắn bao nhiêu thì xác suất nó tình cờ xuất hiện

trong 1 đoạn ADN càng lớn bấy nhiêu

Vd: Đoạn cần nhận biết có 4 nu thì cứ 44

= 256 cặp bazo sẽ gặp lại đoạn đó 1 lần

5. Ứng dụng (cho RE loại II)

Điều quan trọng của các RE kiểu II là tác động của nó không bị sai lệch. Khi

một mẫu ADN được xử lý bằng một trong những RE này thì toàn bộ các điểm nhận

biết đều bị cắt. Như vậy có thể xây dựng các bản đồ giới hạn của ADN cho các RE khi

cho ADN bị cắt bởi từng RE riêng lẻ cũng như tổ hợp của các RE này.

Bằng cách này có thể thiết lập được các bản đồ giới hạn cho các phân tử ADN

khác nhau.

Câu 2. Vector nhân dòng là gì? Nêu tiêu chuẩn của 1 vector nhân dòng? Trình bày

cấu trúc di truyền và nguyên tắc chọn lọc của vector plasmid sử dụng trong công

nghệ gen?

Trả lời

1. Khái niệm vector nhân dòng

Sau khi tách chiết ADN, cắt chúng bởi các E. giới hạn thì công đoạn quan trọng

tiếp theo là nhân bản các đoạn ADN đã cắt thành nhiều bản đồng nhất và sắp xếp

chúng thành từng dòng riêng. Quá trình này gọi là tách dòng gen hoặc nhân dòng

gen.

Trong thực tế các đoạn ADN lạ không thể tự duy trì và nhân bản trong tế bào chủ

nếu như nó được chuyển vào TB mới chỉ ở dạng 1 đoạn ADN đơn. Các đoạn ADN

muốn tái bản trong TB chủ mới cần phải được gắn vào 1 vector nhân dòng.

Vector nhân dòng thực chất là 1 phân tử ADN có gốc tái bản và có thể nhân

lên trong TB chủ đã chọn.

2. Tiêu chuẩn của 1 vector nhân dòng

- ADN của vector nhân dòng lý tưởng là chỉ có một điểm nhận biết một RE

nào đó. Nếu địa điểm này >1 thì sẽ gây rối loạn cho sự nhân dòng sau này.

- Tất cả vector nhân dòng phải có một hay nhiều chỉ thị di truyền chọn lọc như

tính kháng sinh, tính xúc tác cho các phản ứng tạo màu => Nhận biết, chọn lọc

được những tế bào đã nhận được vecto nhân dòng.