MÔN: SINH HỌC Chuyên đề: ỨNG DỤNG KĨ THUẬT DI TRUYỀN TRONG CÔNG TÁC GIỐNG ĐỘNG VẬT ngày 18 tháng 08 năm 2019 MỤC LỤC MỞ ĐẦU NỘI DUNG Một số vấn đề giống 1.2 Khoa học chọn tạo giống Kĩ thuật di truyền Hình Sơ đồ nguyên tắc phương pháp PCR 23 Kĩ thuật gene công tác giống động vật .25 Hình Hai phương pháp tạo động vật chuyển gen 29 Một số thành tựu tạo giống động vật chuyển gen 35 Một vài vấn đề xung quanh động vật chuyển gen .36 Câu hỏi tập 37 Hướng dẫn trả lời: 38 Hướng dẫn trả lời: 39 Vectơ biểu cần có đặc điểm : 39 - Vectơ biểu cần có promotơ khoẻ, tức có lực cao với ARN polymeraza Nhờ gen phiên mã nhiều cho nhiều sản phẩm (protein) 39 - Vectơ biểu loại có khả tạo nhiều tế bào (véctơ đa phiên bản) .39 Hướng dẫn trả lời: 39 Hướng dẫn trả lời: 40 Câu Trình bày bước sử dụng kĩ thuật cấy gen vào E coli để sản xuất vacxin tái tổ hợp phòng chống bệnh lở mồm, long móng động vật móng guốc Biết hệ gen loại virut có chất ARN vacxin phòng bệnh prơtêin kháng ngun (VP1) hệ gen virut mã hóa 41 Hướng dẫn trả lời: 41 Các bước : 41 - Tách ARN virut mang gen kháng nguyên VP1 41 - Phiên mã ngược tạo cADN-VP1 41 - Tách plasmit từ E.coli 41 - Dùng enzim giới hạn cắt plasmit VP1 41 - Nối pasmit E.coli với đoạn cADN-VP1 tạo plasmit tái tổ hợp 41 - Biến nạp plasmit tái tổ hợp vào E.coli 41 - Ni E.coli có plasmit tái tổ hợp để vi khuẩn sản xuất vacxin 41 Câu Trong kỹ thuật di truyền, việc lựa chọn vectơ plasmit cần quan tâm đến đặc điểm ? 41 Hướng dẫn trả lời: 41 - Plazmit có kích thước ngắn 41 - Có gen chuẩn (gen đánh dấu) 41 - Có điểm cắt enzym giới hạn 41 - Có thể nhân lên nhiều tế bào nhận 41 Câu 42 a Trong kĩ thuật di truyền, người ta cần phải tách dòng tế bào mang ADN tái tổ hợp khỏi loại tế bào khác Hãy mơ tả qui trình chọn lọc dòng tế bào mang ADN tái tổ hợp 42 b Vectơ biểu dùng công nghệ sinh học loại vectơ giúp tạo nhiều sản phẩm gen protêin Để đáp ứng điều vectơ biểu cần có đặc điểm ? .42 Hướng dẫn trả lời: 42 a Để tách dòng tế bào có chứa ADN tái tổ hợp khỏi loại tế bào khác người ta thường phải dùng plasmit có chứa gen đánh dấu gen kháng kháng sinh Một plasmit dùng làm thể truyền cần phải chứa gen kháng lại hai chất kháng sinh khác tế bào nhận khơng chứa gen kháng kháng sinh Tại hai gen kháng chất kháng sinh phải chứa trình tự nhận biết cắt enzym cắt giới hạn Do đó, dùng enzim cắt giới hạn cắt plazmit để gắn gen tạo ADN tái tổ hợp gen kháng kháng sinh bị hỏng ADN tái tổ hợp kháng lại loại kháng sinh mà thơi Như xử lí dòng tế bào loại kháng sinh sau tách tế bào có ADN tái tổ hợp 42 b Vectơ biểu cần có đặc điểm : .42 - Vectơ biểu cần có promotơ khoẻ, tức có lực cao với ARN polymeraza Nhờ gen phiên mã nhiều cho nhiều sản phẩm (protein) 42 - Vectơ biểu loại có khả tạo nhiều tế bào (véctơ đa phiên bản) 42 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, công nghệ gen phần quan trọng công nghệ sinh học đại, cho phép trực tiếp sửa đổi vật liệu di truyền, thay đổi cấu trúc tế bào, bao gồm chuyển gen cá thể loài hay loài để tạo sinh vật mang tính trạng mong muốn Ứng dụng kĩ thuật di truyền, nhà khoa học phát triển sinh vật biến đổi gen (genetically modified organisms GMOs) với mục đích chọn tạo giống trồng – vật nuôi, sản xuất chế phẩm phục vụ cho người, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên môi trường sống Phạm vi chuyên đề tập trung vào quy trình ứng dụng kĩ thuật di truyền công tác giống động vật Nhằm mục đích giúp em học sinh có kiến thức chuyên sâu phần này, qua có tảng tốt theo học đội tuyển học sinh giỏi Chuyên đề biên soạn cách chi tiết chuyên sâu, số dạng câu hỏi liên quan, với mong muốn tài liệu đọc ôn tập cho em học sinh đội tuyển học sinh giỏi Mục đích đề tài - Hệ thống kiến thức quy trình ứng dụng kĩ thuật di truyền công tác giống động vật - Giới thiệu số câu hỏi tập để ôn tập, củng cố khắc sâu kiến thức NỘI DUNG Một số vấn đề giống 1.1 Khái niệm giống Giống quần thể vật nuôi, trồng hay chủng vi sinh vật người tạo ra, có phản ứng trước điều kiện mơi trường, có tính trạng di truyền đặc trưng, phẩm chất tốt, suất cao, ổn định, thích hợp với điều kiện đất đai, khí hậu kĩ thuật sản xuất định Chẳng hạn, lợn ỉ Nam Định có thân hình nhỏ bé (tối đa nặng 40 - 50kg), lông đen, mặt nhăn, lưng võng, bụng xệ, chịu kham khổ mắn đẻ Giống lúa Tám thơm Hải Hậu có cao (145 -155cm), dài mỏng rủ, hạt thóc nhỏ có màu nâu thẫm, cho cơm dẻo thơm ướt, gieo trồng vụ mùa cảm ứng chặt với ánh sáng ngày ngắn (quang chu kỳ) Các giống nêu bên cạnh ưu điểm có hạn chế cần khắc phục thông qua phương pháp cải tiến giống Giống mang tính di truyền đồng ổn định: đồng đặc điểm đặc trưng có tính chất tương đối Ổn định ý muốn nói tới tính đồng hợp gen, nhóm gen xác định tính trạng bản, đặc trưng giống Giống phải không ngừng thỏa mãn nhu cầu người đa dạng thay đổi theo phát triển kinh tế - xã hội 1.2 Khoa học chọn tạo giống Đây lĩnh vực khoa học nghiên cứu sở sinh học phương pháp tạo chọn nòi vật nuôi, thứ trồng chủng vi sinh vật phù hợp với nhu cầu người cải tiến nòi, thứ chủng có Theo N.I.Vavilov, chọn tạo giống coi khoa học đảm bảo cho bước đặc trưng cho sinh học tiến hóa di truyền học Xuất phát từ quan niệm trên, khoa học chọn tạo giống đề xuất biện pháp khuyến cáo áp dụng thực tiễn lĩnh vực chọn tạo giống chuyên sâu loài khác Để nêu bật vai trò người chọn tạo giống người ta coi khoa học chọn tạo giống lĩnh vực khoa học nghiên cứu tiến hóa động vật, thực vật, vi sinh vật điều khiển người Đối tượng khoa học chọn tạo giống nghiên cứu quy luật đặc thù tiến hố vật ni, trồng vi sinh vật để điều khiển biến đổi, phát triển tiến hoá chúng theo hướng phục vụ đời sống người Mục đích nhiệm vụ khoa học chọn tạo giống cải tiến giống vật ni, trồng vi sinh vật có tạo giống có suất cao, phẩm chất tốt đáp ứng yêu cầu ngày cao đời sống người Kĩ thuật di truyền Kĩ thuật di truyền hay công nghệ gen bao gồm kĩ thuật thao tác vật liệu di truyền (hoặc gen) để điều chỉnh, sửa chữa, tạo gen mới, từ tạo thể với đặc điểm Hiện kĩ thuật di truyền dùng phổ biến tạo phân tử ADN tái tổ hợp để cấy gen (chuyển gen) Kĩ thuật di truyền đời vào năm 1972-1973, nhóm nghiên cứu Berg, Boyer Cohen Mỹ tạo nên phân tử ADN tái tổ hợp invitro từ ba nguồn nguyên liệu khác nhau: nguyên gen virut SV40 gây ung thư khỉ, phần gen phage trung hòa α gen operon lactose vi khuẩn E coli Vào năm 1973-1974 nhóm Cohen, Helinski, Boyer lần nhận sản phẩm có hoạt tính từ ADN tái tổ hợp Nhóm giải vấn đề lắp ghép tạo dòng ADN Sau nhiều nhà khoa học tiến hành thí nghiệm lắp ghép gen thu kết có ứng dụng thực tiễn Kĩ thuật di truyền thực qua nhiều công đoạn phức tạp tinh vi, nói cơng nghệ Từ thuật ngữ cơng nghệ sinh học (biotechnology) đời 2.1 Các enzyme hạn chế Vào năm 1962, V Arber lần chứng minh có enzyme đặc biệt hoạt động tế bào vi khuẩn, chúng có khả phân biệt ADN “của mình” với ADN “lạ” phage Các enzyme “hạn chế” khả sinh sản phage tế bào vi khuẩn cách phân hủy chúng cách đặc hiệu, gọi enzyme hạn chế Các enzyme phân cắt ADN gọi nuclease, gồm loại: exonuclease endonuclease Exonuclease cắt ADN từ hai đầu mút endonuclease cắt ADN phân tử Các enzyme hạn chế cắt phân tử ADN cách đặc hiệu nên gọi endonuclease hạn chế (restriction) Vào năm 1970, H Smith cộng tách restriction endonuclease từ vi khuẩn Haemophilus influenzae gọi HinII Phần lớn loài vi khuẩn có hệ thống chuyên biệt hạn chế biến đổi (restriction-modification system) để bảo vệ tế bào khỏi xâm nhập ADN lạ Các restriction chia làm nhóm: enzyme nhóm II thường sử dụng kĩ thuật di truyền Các enzyme nhóm II nhận biết ADN mạch kép trình tự nhận biết cắt ADN trình tự Các trình tự nhận biết thường có 4-6 cặp nucleotide đối xứng đảo ngược nhau, gọi palindrom Mỗi restriction endonuclease có trình tự nhận biết đặc trưng Các enzyme Eco RI BamHI cắt ADN mạch kép tạo đầu lệch “cố kết” hay “dính” base bổ sung dễ bắt cặp để gắn lại với lúc chưa bị cắt rời Nếu có đoạn ADN lạ khác bị cắt loại enzyme hạn chế, ví dụ enzyme Eco RI nhờ đầu “cố kết” đoạn ADN lạ, xen vào sau: - Tạo chủng mang đặc tính quý: Ví dụ, để tăng sản xuất len cừu, người ta chuyển gen tổng hợp cysteine vi khuẩn vào cừu, cysteine cần cho hình thành keratin len - Việc chuyển gen góp phần đáng kể vào việc chọn giống động vật vì: + Giúp đưa nhiều tính trạng vào động vật mà trước chưa có + Đưa tính trạng có sẵn vào động vật nhanh phương pháp chọn giống thông thường (lai chọn lọc) - Một đóng góp quan trọng chuyển gen động vật tạo động vật mang gen bệnh người làm mơ hình nghiên cứu 3.2.1 Các phương pháp chuyển gen - Vi tiêm phương pháp thông dụng ADN bơm thẳng vào hợp tử giai đoạn sớm - Sử dụng vector virut như: SV40, BPV (bovine paoillomavirut, retrovirut) - Phương pháp dùng tế bào cuống phôi (stem embryonic cells hay stem cell insertion) Trong phơi có tế bào có khả phân chia mạnh, người ta lấy tế bào ra, thực biến nạp rối cấy trở lại vào phôi - Phương pháp dùng tinh trùng vector mang gen Nếu bơm ADN vào tinh trùng đưa ADN vào tế bào trứng dễ dàng thụ tinh 3.2.2 Thay gen mục tiêu (gen targeting) Một thành tựu đáng kể chuyển gen động vật sử dụng tái tổ hợp tương đồng để thay gen mục tiêu tế bào Kĩ thuật cho phép thay gen alen vị trí mong muốn nhiễm sắc thể tế bào thực phôi chuột vào giai đoạn túi phôi (blastocyst) 3.2.3 Tạo giống từ phôi Phương pháp tạo giống đại gia súc chuyển gen như: bò, dê, cừu từ phơi cho nhiều kết sử dụng rộng rãi Có hai cách đưa gen lạ vào hợp tử: vi tiêm dùng tái tổ hợp tương đồng - Vi tiêm: Tế bào trứng bò thụ tinh in vitro Ở giai đoạn nhân non (pronucleus), thực vi tiêm đưa ADN gen lạ vào Phôi tạo cấy vào ống dẫn trứng bò mẹ mang thai - Phương pháp dùng tái tổ hợp tương đồng: Các tế bào nuôi đưa ADN mang gen dùng thay đổi mục tiêu vào dịch nuôi tế bào Sau đó, tiến hành chọn lọc tế bào thay cho dung hợp với tế bào trứng bị loại nhân Tế bào dung hợp cấy vào bò mẹ 3.2.4 Siêu nỗn cấy truyền phơi Siêu nỗn cấy truyền phơi hai cơng nghệ gắn liền vào q trình nhằm gây rụng trứng đồng loạt vật cho phôi (donor), tạo thành nhiều hợp tử thu nhiều phơi chất lượng cao, sau đưa phơi tạo vào cá thể khác - vật nhận phơi (recipient), mà phơi sống, phát triển bình thường sở trạng thái sinh lí, sinh dục vật nhận phôi phù hợp với trạng thái tương ứng vật cho phơi (đồng pha) Q trình kĩ thuật siêu nỗn cấy truyền phơi bao gồm công đoạn chủ yếu sau đây: - Chọn vật cho phôi Kĩ thụật nhằm khai thác triệt để tiềm di truyền cao sản Do vậy, việc chọn vật cho phôi (những vật xuất sắc) vô quan trọng Công việc ảnh hưởng tới suất chất lượng phôi thu Các vật cho phôi chọn từ đàn hạt nhân, có nhiều đặc điểm tốt, biết rõ nguồn gốc - Chọn vật nhận phôi Thường khơng cần vào phẩm giống, suất vật khơng có vai trò kiểu gen đời sau nên chúng vật “ mang thai hộ” Tuy nhiên chúng có ảnh hưởng lớn đến vệc tiếp nhận phôi nuôi con, chọn vật nhận phôi phải đảm bảo tiêu chuẩn: không mang bệnh tật, sinh trưởng, phát triển bình thường, sinh lí sinh sản bình thường - Tạo chu kỳ động dục cho vật cho vật nhận phôi Vật cho nhận phôi trước đưa vào sử dụng gây siêu noãn gây động dục đồng pha phải biết ngày biểu động dục trước để ấn định ngày gây siêu noãn vật cho gây động dục đồng pha vật nhận phôi - Thu hoạch phôi Vật cho phơi siêu nỗn, phối giống sau thời gian định giội rửa ống dẫn trứng để lấy phôi khỏi thể, gọi thu hoạch phơi Có thể dùng phương pháp phẫu thuật không qua phẫu thuật Phôi coi tốt kích thước đảm bảo, có dạng cầu đều, nguyên vẹn, tế bào xếp đều, liên kết chặt chẽ, có độ sáng phần Phơi sau đánh giá, phân loại đem cấy truyền cho vật nhận phôi đồng pha (cấy phôi tươi) hay đem đông lạnh để sử dụng sau (cấy phơi đơng lạnh) Khi có phơi vật nhận phơi tiến hành cấy truyền phơi, tức đem phơi bên ngồi vào thể vật nhận Ngun tắc phơi lấy vị trí cấy trả vào vị trí nhờ súng cấy phôi Vật nhận phôi sau cấy thời gian, tùy thuộc loài khám để đánh giá kết Đối với bò, thời gian tháng - Lợi ích siêu nỗn cấy truyền phôi công tác giống gia súc: + Cho phép phổ biến nhân nhanh giống có suất cao, có đặc tính q sản xuất sở khai thác triệt để tiềm di truyền cao sản thơng qua siêu nỗn, lấy phơi, bảo quản phơi cấy truyền + Cho phép nâng cao cường độ chọn lọc, đẩy mạnh hiệu công tác giống sở tăng nhanh tiến di truyền + Nâng cao khả sinh sản sản phẩm thịt, sữa Siêu nỗn cấy truyền phơi làm tăng số sinh từ cao sản, làm thay đổi nhanh chóng chất lượng đàn giống, khắc phục số trường hợp sinh sản không bình thường gia súc cao sản + Hạn chế đến mức tối thiểu số lượng gia súc làm giống, từ giảm chi phí khác kèm như: chuồng trại, vật tư, nhân lực + Giúp dễ dàng, thuận lợi việc xuất nhập khẩu, vận chuyển, trao đổi giống nước, vùng + Giữ gìn, bảo tồn vật liệu di truyền (phương pháp ex situ) + Hạn chế số dịch bệnh nâng cao khả chống chịu bệnh, khả thích nghi vật môi trường phần lớn bệnh gia súc không lây qua phôi + Tạo sở để thúc đẩy nghiên cứu phát triển số ngành khoa học có liên quan như: phơi sinh học, q trình tiếp nhận, đào thải phơi cho sinh lí, hóa sinh, miễn dịch, lai ghép phơi, chuyển gen cho sinh học phân tử, chế tạo vacxin chống bệnh, thay gen xấu cho y học Một số thành tựu tạo giống động vật chuyển gen - Các tính trạng suất: Người ta chuyển gen để tăng cường tính trạng suất như: khả chuyển đổi thức ăn cao, tăng chất lượng thịt, sữa, lông giảm mỡ Nhưng tính trạng kinh tế có di truyền đa gen, nên việc chuyển gen khó Người ta hy vọng tương lai xác định trình tự nucleotide gen động vật, cải thiện tính trạng - Gen hormone tăng trưởng: Nhiều gen mã hóa cho hormone tăng trưởng chuyển vào vật nuôi với hy vọng giúp tăng trọng nhanh Hiệu thấy rõ chuột: chuột mang gen hormone tăng trưởng người lớn gấp đôi chuột bình thường Ở lợn, người ta tạo dòng mang gen mã hóa hormone tăng trưởng bò Lợn có tốc độ tăng trưởng nhanh hơn, mỡ hơn, lại mang nhiều bệnh - Kích thích tăng trưởng cơ: Ở gà có gen cSKI kích thích tạo tăng mạnh bình thường, giảm mỡ Người ta đưa gen vào lợn tạo nên giống có nhiều thịt mỡ Những lợn có chân yếu trơn yếu nên cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện - Tăng suất tạo lông (ở cừu): Trong thành phần lơng có nhiều axit amin, chủ yếu cystein chứa lưu huỳnh (S) tạo nhiều cầu disulfite nên protein lơng có độ cao Nếu cho vào thức ăn nhiều cystein suất lơng cừu khơng cao, thức ăn vào thể qua đường ruột bị vi sinh vật tiêu thụ nên lông không hấp thụ Khi tiêm cystein vào da sản lượng lơng tăng lên nhiều (vì không bị vi sinh vật tiêu thụ) - Sản xuất protein trị liệu quan để ghép: Từ năm 1990, nhiều nơi giới thành công việc chuyển gen người vào cừu, dê, bò Đã thu chế phẩm như: t-pA (tissue plasmonogen activator), α−1- antitrypsin Hiệu việc chuyển gen thấp, thường khoảng 1/1000 hợp tử bơm ADN Một vài vấn đề xung quanh động vật chuyển gen Mặc dù động vật chuyển gen đóng vai trò quan trọng có số lo lắng quan niệm khác giá trị chúng Trong nghiên cứu, việc chuyển gen vào động vật phức tạp gây tác dụng phụ không mong muốn tổn thương gen nằm sát với khu vực ADN biến đổi, giảm khả thụ tinh thai cỡ… Các kiểm soát luật pháp động vật chuyển gen chặt chẽ Trước sử dụng lưu hành thị trường, chúng phải vượt qua thử nghiệm nghiêm ngặt mặt an tồn thực phẩm Cơng việc cần phải thực nhiều quan, nhiều tổ chức quốc gia, quốc tế để đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng Liên quan đến môi trường hệ sinh thái, số nước đề cập đến rủi ro động vật chuyển gen phát tán ngồi Khi chúng có hội lai với quần thể hoang dã dẫn đến thay đổi quần thể địa Mặt khác, phát triển chúng làm ảnh hưởng đến cân sinh thái, làm giảm tính đa dạng sinh học quần thể Do vậy, động vật chuyển gen nuôi khu vực giám sát chặt chẽ Tuy nhiều hạn chế sách, quy định pháp luật áp dụng công nghệ gen động vật sử dụng chúng công nghệ gen đạt nhiều kết tích cực nghiên cứu ứng dụng Câu hỏi tập Câu X protein có tác dụng ngăn ngừa tăng cân người Protein bất hoạt người béo phì Các phân tử mARN trưởng thành X phân lập từ số người béo phì gia đình cho thấy, chúng thiếu đoạn trình tự dài 173 nucleotit so với phân tử mARN trưởng thành phân lập từ người bình thường Khi so sánh trình tự gen mã hóa cho protein X người bình thường người béo phì, người ta phát khơng có nucleoti bị mà có nucleotit bị thay đổi Sự thay đổi xảy vùng intron gen Để xản xuất protein này, người ta sử dụng kỹ thuật di truyền tạo plasmid tái tổ hợp thể truyền với gen mã hóa protein X người bình thường, sau chuyển vào vi khuẩn E coli để sản xuất sinh khối Sản phẩm protein tạo có bị bất hoạt khơng? Giải thích Hướng dẫn trả lời: Sản phẩm protein tạo bị bất hoạt plasmid tái tổ hợp tạo từ gen mã hóa protein X từ người bình thường mang đoạn intron Đoạn trình tự phiên mã giải mã bình thường thể vi khuẩn Vì thế, phân tử protein tạo có trình tự dài ngắn trình tự axit amin protein X Mặt khác, trình tự axit amin sẩn phẩm protein tạo khác với trình tự axit aminh protein X Câu Vectơ biểu dùng công nghệ sinh học loại vectơ giúp tạo nhiều sản phẩm gen protêin Để đáp ứng điều vectơ biểu cần có đặc điểm gì? Hướng dẫn trả lời: Vectơ biểu cần có đặc điểm : - Vectơ biểu cần có promotơ khoẻ, tức có lực cao với ARN polymeraza Nhờ gen phiên mã nhiều cho nhiều sản phẩm (protein) - Vectơ biểu loại có khả tạo nhiều tế bào (véctơ đa phiên bản) Câu a Nêu giản thích đặc điểm thể truyền dung để chuyển gen từ tế bào nhân thực vào tế bào vi khuẩn nhằm mục đích nhân dòng gen b Các nhà khoa học tạo NST nhân tạo nhằm mục đích gì? Giải thích Hướng dẫn trả lời: a Thể truyền trường hợp phải plasmid có đặc điểm sau: - Có nhiều phiên tế bào - Có gen đánh dấu giúp dễ nhận biết tế bào vi khuẩn chuyển gen - Có trình tự nhân biết cho enzim cắt giới hạn nằm gen đánh dấu b Các nhà khoa học tạo NST nhân tạo nhằm mục đích: - NST nhân tạo dùng để chuyển gen tế bào nhân thực - NST nhân tạo mang gen tế bào nhân thực thường có kích thước lớn, chúng tồn phân ly trình phân bào NST thường Câu Để tổng hợp loại protein đơn giản người nhờ vi khuẩn qua sử dụng kĩ thuật ADN tái tổ hợp, người ta có cách: 1) Cách thứ nhất: Tách gen mã hóa trực tiếp từ hệ gen nhân tế bào, cài đoạn gen vào plasmit vi khuẩn nhờ enzim ligaza; 2) Cách thứ hai: Tách mARN trưởng thành gen mã hóa protein đó, sau dùng enzim phiên mã ngược tổng hợp lại gen (cADN), cài đoạn cADN vào plasmit nhờ enzim ligaza Trong thực tế, người ta thường chọn cách nào? Tại sao? Hướng dẫn trả lời: Trong thực tế người ta chọn cách thứ Bởi vì: Tổ: Lí – Hóa - - ADN (gen) tách trực tiếp tư hệ gen người thường mang Sinh intron, cADN (được tổng hợp từ mARN tế bào chất) không mang intron - Các tế bào vi khuẩn khơng có khả cắt bỏ intron gen eucariot nên đoạn ADN cài tách tực tiếp từ nhân khơng tạo protein bình thường - Đoạn ADN phiên mã ngược cADN tương ứng mARN dùng để dịch mã protein, có kích thước ngắn nên dễ dàng tách dòng biểu điều kiện in-vitro Câu Trình bày bước sử dụng kĩ thuật cấy gen vào E coli để sản xuất vacxin tái tổ hợp phòng chống bệnh lở mồm, long móng động vật móng guốc Biết hệ gen loại virut có chất ARN vacxin phòng bệnh prơtêin kháng ngun (VP1) hệ gen virut mã hóa Hướng dẫn trả lời: Các bước : - Tách ARN virut mang gen kháng nguyên VP1 - Phiên mã ngược tạo cADN-VP1 - Tách plasmit từ E.coli - Dùng enzim giới hạn cắt plasmit VP1 - Nối pasmit E.coli với đoạn cADN-VP1 tạo plasmit tái tổ hợp - Biến nạp plasmit tái tổ hợp vào E.coli - Ni E.coli có plasmit tái tổ hợp để vi khuẩn sản xuất vacxin Câu Trong kỹ thuật di truyền, việc lựa chọn vectơ plasmit cần quan tâm đến đặc điểm ? Hướng dẫn trả lời: - Plazmit có kích thước ngắn - Có gen chuẩn (gen đánh dấu) - Có điểm cắt enzym giới hạn - Có thể nhân lên nhiều tế bào nhận Câu a Trong kĩ thuật di truyền, người ta cần phải tách dòng tế bào mang ADN tái tổ hợp khỏi loại tế bào khác Hãy mơ tả qui trình chọn lọc dòng tế bào mang ADN tái tổ hợp b Vectơ biểu dùng công nghệ sinh học loại vectơ giúp tạo nhiều sản phẩm gen protêin Để đáp ứng điều vectơ biểu cần có đặc điểm ? Hướng dẫn trả lời: a Để tách dòng tế bào có chứa ADN tái tổ hợp khỏi loại tế bào khác người ta thường phải dùng plasmit có chứa gen đánh dấu gen kháng kháng sinh Một plasmit dùng làm thể truyền cần phải chứa gen kháng lại hai chất kháng sinh khác tế bào nhận khơng chứa gen kháng kháng sinh Tại hai gen kháng chất kháng sinh phải chứa trình tự nhận biết cắt enzym cắt giới hạn Do đó, dùng enzim cắt giới hạn cắt plazmit để gắn gen tạo ADN tái tổ hợp gen kháng kháng sinh bị hỏng ADN tái tổ hợp kháng lại loại kháng sinh mà Như xử lí dòng tế bào loại kháng sinh sau tách tế bào có ADN tái tổ hợp b Vectơ biểu cần có đặc điểm : - Vectơ biểu cần có promotơ khoẻ, tức có lực cao với ARN polymeraza Nhờ gen phiên mã nhiều cho nhiều sản phẩm (protein) - Vectơ biểu loại có khả tạo nhiều tế bào (véctơ đa phiên bản) KẾT LUẬN Chuyên đề “Ứng dụng kĩ thuật di truyền công tác giống động vật” hệ thống kiến thức kĩ thuật di truyền ứng dụng kĩ thuật di truyền tạo giống, nhân nhanh giống động vật Đồng thời, chuyên đề đề cập đến thành tựu đạt tạo giống động vật chuyển gen lo ngại liên quan đến động vật chuyển gen câu hỏi, tập liên quan đến nội dung đề thi học sinh giỏi cấp Với mong muốn xây dựng chuyên đề nhằm nâng cao hiệu ôn luyện học sinh giỏi, cố gắng nghiên cứu, sưu tầm, chọn lọc xếp kiến thức cách phù hợp Tuy nhiên, nhiều hạn chế nên chuyên đề khơng tránh khỏi sai sót Vì tơi mong nhận đóng góp thầy cơ, đồng nghiệp bạn bè để chuyên đề hoàn thiện, đầy đủ có giá trị sử dụng cao nữa; tiếp tục phát triển, mở rộng nghiên cứu chuyên đề đề tài liên quan khác nhằm cung cấp hệ thống tài liệu có giá trị sử dụng cao dạy học sinh học TÀI LIỆU THAM KHẢO Cambell Reece (2011), Sinh học, NXB Giáo dục Việt Nam Vũ Đức Lưu (2013), Bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học trung học phổ thơng – Di truyền tiến hóa, NXB Giáo dục Việt Nam Vũ Đức Lưu (2013), Bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học trung học phổ thông – Bài tập di truyền tiến hóa, NXB Giáo dục Việt Nam Phạm Văn Lập (2013), Tài liệu chuyên sinh học trung học phổ thông - Di truyền tiến hóa, NXB Giáo dục Việt Nam Các đề thi học sinh giỏi quốc gia, 2006-2016 Các website internet viết công nghệ gen 44 ... trình ứng dụng kĩ thuật di truyền công tác giống động vật - Giới thiệu số câu hỏi tập để ôn tập, củng cố khắc sâu kiến thức NỘI DUNG Một số vấn đề giống 1.1 Khái niệm giống Giống quần thể vật nuôi,... chọn tạo giống cải tiến giống vật nuôi, trồng vi sinh vật có tạo giống có suất cao, phẩm chất tốt đáp ứng yêu cầu ngày cao đời sống người 2 Kĩ thuật di truyền Kĩ thuật di truyền hay công nghệ... Một số vấn đề giống 1.2 Khoa học chọn tạo giống Kĩ thuật di truyền Hình Sơ đồ nguyên tắc phương pháp PCR 23 Kĩ thuật gene công tác giống động vật .25 Hình