Bài giảng Cơ sở di truyền

 đơn DNA đang tổng hợp được gắn 1 ddNTP 
phản ứng ngừng tổng hợp. Mỗi loại phản ứng được thực hiện riêng rẽ, có 
DNA khuôn, DNA mồi, đầy đủ các loại dNTP, enzyme Taq DNA-
polymerase, dung dịch đệm và có thêm khoảng 1% một loại ddNTP. Kết quả 
phản ứng tổng hợp nên các đoạn oligonucleotide dài ngắn khác nhau một 
nucleotide và được nhận biết nhờ phương pháp điện di (Hình 7-6). Tổng hợp 
kêt quả phản ứng ở 4 ống, thu được trình tự các nucleotide của mạch đơn, có 
thể biết được trình tự sắp xếp các nucleotide trong gen. 
T
TG
TGA
TGAG
TGAGG
TGAGGT
TGAGGTC-
+
Hình 7-6: Sơ đồ giải trình gen theo phương pháp Sanger 
- 172 - 
 Ví dụ: Giải trình đoạn gen: 5`- AGTCCAG-3` 
- Mạch cần tổng hợp là 3`- TCAGGTC-5` 
- Kết quả phản ứng theo loại A: TCAdd 
TCAGGTC 
- Kết quả phản ứng loại G: TCAGdd 
TCAGGdd 
TCAGGTC 
- Kết quả phản ứng loại C: TCdd 
TCAGGTCdd 
TCAGGTC 
- Kết quả phản ứng loại T: Tdd 
TCAGGTdd 
TCAGGTC 
7.4.3- Phương pháp xác định trình tự nucleotide bằng máy tự động 
Trong kĩ thuật này, người ta không đánh dấu bằng các đồng vị phóng 
xạ mà bằng hóa chất (các fluochrome). Mỗi loại ddNTP được đánh dấu bằng 
một fluochrome có màu khác nhau. Như vậy, tất cả các oligonucleotide cùng 
chấm dứt tại một loại ddNTP sẽ có cùng một màu. Sau khi điện di trên gel 
polyacriamid, kết quả sẽ được xử lí qua một hệ thống vi tính. 
- 173 - 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1- Đái Duy Ban (19980, Công nghệ ADN trong điều trị gen các bệnh hiểm 
nghèo, Nxb Y học, Hà Nội. 
2- Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang (1999), Di truyền phân tử - Những nguyên 
tắc cơ bản trong chọn giống cây trồng, Nxb Nông nghiệp, Hà nội. 
3- Nguyễn Hữu Chấn chủ biên (1999), Những vấn đề hoá sinh học hiện đại, 
Nxb KH&KT, Hà Nội. 
4- Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng (1997), Hoá sinh học, 
Nxb Giáo Dục, Hà Nội. 
5- Nguyễn Lân Dũng chủ biên, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (1997), 
Vi sinh vật học, Nxb Giáo dục, Hà Nội. 
6- Hồ Huỳnh Thuỳ Dương (1998), Sinh học phân tử, Nxb Giáo dục, Hà nội. 
7- Nguyễn Như Hiền (2002), Di truyền và công nghệ tế bào soma, 
Nxb KH&KT, Hà Nội. 
8- Đỗ Đình Hoà chủ biên (1996), Giáo trình hoá sinh, 
Đại học Y Dược, TP HCM. 
9- Phạm Thanh Hổ (2000), Di truyền học, Nxb Giáo dục, Hà Nội. 
10- Nguyễn Đình Huyên (1998), Sinh học phân tử ADN, 
Nxb KH&KT, Hà Nội. 
11- Võ Thị Thương Lan (2002), Sinh học phân tử, 
Nxb Đại học Quốc gia, Hà Nội. 
12- Nguyễn Thị Lang (2002), Phương pháp cơ bản trong nghiên cứu công 
nghệ sinh học, Nxb Nông nghiệp-Chi nhánh TP Hồ Chí Minh. 
13- Lê Đình Lương, Phan Cự Nhân (1993), Di truyền học, 
Nxb KH&KT, Hà Nội. 
14- Phan Cự Nhân (1992), Một số vấn đề về di truyền học (hiện đại), 
Nxb Giáo dục và Đào tạo, Hà Nội. 
15- Phan Cự Nhân (1998), Sinh học đại cương, 
Nxb Đại học Quốc gia, Hà nội. 
- 174 - 
16- Khuất Hữu Thanh (2003), Cơ sở di truyền học phân tử và kỹ thuật gen, 
Nxb KH&KT, Hà Nội. 
17- Nguyễn Đức Thành (2000), Nuôi cấy mô tế bào thực vật - Nghiên cứu và 
ứng dụng, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội. 
18- Lê Ngọc Tú (1997), Hoá sinh công nghiệp, Nxb KH&KT, Hà Nội. 
19- Lê Ngọc Tú, Đỗ Ngọc Liên, Đặng Thị Thu (2002), Tế bào và các quá 
trình sinh học, Nxb KH&KT, Hà nội. 
20- Nguyễn Văn Uyển chủ biên, Nguyễn Tiến Thắng (2000), Những kiến thức 
cơ bản về công nghệ sinh học, Nxb Giáo dục, Hà Nội. 
21- C.Vili và Dethio (1979), Các nguyên lý và các quá trình sinh học, 
Nxb KH&KT, Hà Nội. 
22- Emil L. Smith (1983), Principles of Biochemistry, 
Mc. Graw-Hill Book Company (7th Edition), New Dehi. 
23- Emil L. Smith, Robert L. Hill (1983), Principles of biochemistry -General 
aspects, McGraw-Hill Book Company, New Dehi. 
24- Hartl Daniel L., Freifelder David, Snyder Leon A. (1988), Basic genetics, 
Johnes and Bartlett Publishers Inc., USA. 
25- Rastogi S. C. (1996), Biochemistry, 
Tata McGraw-Hill Publishing Co.Ltd, New Dehi. 
26- René Scriban coordonnateur (1982), Biotechnologie, 
Technique et documentation lavoisier, Paris. 
27- The national medical series for indepenent study (1996), Genetics, 
William & Wilkins, USA. 
28- Watson James D., Hopkins Nancy H., Roberts Jeffrey W., Steiz Joan 
Argetsinger, Weiner Alan M. (1987), Molecular biology of the gene, 
The Benjamin/Cummings Publishing Co. Inc., USA. 
29- William M. Fogarty (1983), Microbial enzymes and biotechnology, 
Applied Science Publishes Ltd, London & New York. 
- 175 - 
MỤC LỤC 
Phần I- Cơ sở di truyền 1 
Mở đầu- Lược sử phát triển của di truyền học và kỹ thuật di truyền 2 
1.1- Lĩnh vực nghiên cứu của di truyền học và công nghệ di truyền - 
1.2- Giai đoạn di truyền sau Mendel 3 
1.3- Sự ra đời của công nghệ di truyền 4 
1.4- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công nghệ di truyền 5 
1.4.1- Trong y dược 6 
1.4.2- Trong nông nghiệp 7 
1.4.3- Trong công nghệ thực phẩm - 
Chương I - Bản chất của vật chất di truyền 9 
1.1- Axit nucleic - Vật chất di truyền của mọi sinh vật - 
1.1.1- Thành phần cấu tạo hoá học của axit nucleic - 
1.1.2- Cấu trúc phân tử DNA 14 
1.1.3- Tính chất của DNA 20 
1.1.4- Các thí nghiệm chứng minh DNA là vật chất di truyền 21 
1.2- Các RNA 25 
1.2.1- Cấu tạo hóa học và đặc điểm chung của RNA - 
1.2.2- Các loại RNA 26 
1.3- Mã di truyền 31 
1.3.1- Khái niệm về mã di truyền - 
1.3.2- Đặc tính của mã di truyền 32 
1.4- Vật chất di truyền của một số nhóm sinh vật 33 
1.4.1- Vật chất di truyền của virus - 
1.4.2- Vật chất di truyền của vi khuẩn - 
1.4.3- Vật chất di truyền của eucaryote 34 
Chương II - Hoạt động và sự biểu hiện của gen 38 
2.1- Gen là đơn vị chức năng của bộ máy di truyền 38 
2.1.1- Các quan niệm về gen - 
2.1.2- Cấu trúc của gen 39 
2.2- Sự sao mã 41 
2.2.1- Lý thuyết về sao mã DNA theo khuôn - 
2.2.2- Quá trình sao mã 44 
2.2.3- Sao mã DNA sợi kép dạng vòng của tế bào procaryote 48 
2.2.4- Sao chép mã ở tế bào eucaryote 50 
2.2.5- Sửa sai DNA trong tế bào - 
2.3- Sự phiên mã 53 
2.3.1- Đặc điểm chung của quá trình phiên mã 55 
2.3.2- Phiên mã tổng hợp mRNA ở procaryote 56 
2.3.3- Phiên mã tổng hợp mRNA ở eucaryote 61 
2.3.4- Phiên mã tổng hợp tRNA 65 
- 176 - 
2.3.5- Phiên mã tổng hợp rRNA 66 
2.4- Dịch mã 67 
2.4.1- Đặc điểm chung của quá trình dịch mã - 
2.4.2- Sự hoạt hoá và vận chuyển axit amin 68 
2.4.3- Hướng đọc mã và hướng kéo dài sợi polypeptide 70 
2.4.4- Các giai đoạn của quá trình dịch mã - 
2.4.5- Polyribosome 74 
2.5- Điều hoà biểu hiện gen (Điều hoà sinh tổng hợp protein) - 
2.5.1- Mục đích của điều hoà biểu hiện gen - 
2.5.2- Các yếu tố điều hoà biểu hiện gen 75 
2.5.3- Mô hình điều hoà biểu hiện gen ở vi khuẩn 76 
2.5.4- Mô hình điều hoà biểu hiện gen ở eucaryote 80 
2.5.5- Sự biệt hóa tế bào 82 
Chương III - Biến đổi vật chất di truyền 84 
3.1- Khái niệm về biến dị - 
3.2- Đột biến - 
3.2.1- Tác nhân gây đột biến - 
3.2.2- Đột biến gen 86 
3.2.3- Đột biến nhiễm sắc thể 88 
3.3- Tái tổ hợp 92 
Phần II- Những nguyên lý cơ bản của công nghệ di truyền 94 
Chương IV- Các enzyme sử dụng trong công nghệ di truyền 96 
4.1- Các enzyme giới hạn - 
4.1.1- Hiện tượng giới hạn và hệ thống hạn chế - cải biên - 
4.1.2- Cách gọi tên của enzyme giới hạn 98 
4.1.3- Các loại enzyme giới hạn 99 
4.1.4 - Các loại RE trong nhóm II 100 
4.1.5- Ứng dụng của RE trong công nghệ di truyền 104 
4.2- Các loại nuclease 105 
4.2.1- Phân loại - 
4.2.2- Một số nuclease thường dùng và ứng dụng của nó 106 
4.3- Enzyme kết nối 108 
4.3.1- Ligase - 
4.3.2- Các enzyme dephosphoryl hoá 109 
4.3.3- Các enzyme phosphoryl hoá 110 
4.4- Các enzyme tổng hợp - 
4.4.1- Enzyme sao chép DNA - 
4.4.2- Enzyme phiên mã ngược 111 
4.4.3- Các enzyme tổng hợp RNA (RNA-polymerase) 112 
4.4.4- Enzyme terminal-transferase - 
Chương V - Vector chuyển gen 113 
5.1- Khái niệm về vector - 
5.1.1- Sự chuyển gen - 
- 177 - 
5.1.2- Vector - 
5.2- Những yêu cầu tối thiểu của một vector chuyển gen - 
5.3- Một số ứng dụng của vector chuyển gen 114 
5.4- Các vật chủ thu nhận các vector chuyển gen 115 
5.5- Các loại vector chuyển gen - 
5.5.1- Vector chuyển gen là plasmid 116 
5.5.2- Các vector chuyển gen là phage 121 
5.5.3- Các vector chuyển gen khác 125 
5.5.4- Các vector là virus của eukaryote 128 
Chương VI - Công nghệ DNA tái tổ hợp và sự tách dòng 129 
6.1- Công nghệ DNA tái tổ hợp - 
6.1.1- DNA tái tổ hợp - 
6.1.2- Các công đoạn chính tạo DNA tái tổ hợp 132 
6.1.3- Các phương pháp tạo DNA tái tổ hợp 135 
6.2- Một số phương pháp đưa DNA tái tổ hợp vào tế bào chủ 140 
6.2.1- Hóa biến nạp - 
6.2.2- Điện biến nạp - 
6.2.3- Biến nạp tế bào trần 141 
6.2.4- Phương pháp bắn gen - 
6.2.5- Phương pháp vi tiêm 142 
6.2.6- Tải nạp - 
6.3- Kỹ thuật tách dòng (tạo dòng) - 
6.3.1- Mục đích của sự tách dòng 143 
6.3.2- Các bước cơ bản của phương pháp tách dòng - 
6.3.3- Một số phương pháp xác định dòng cần tìm 145 
6.4- Ngân hàng gen 148 
6.5- Ngân hàng cDNA 149 
6.5.1- Thiết kế ngân hàng cDNA - 
6.5.2- Sàng lọc ngân hàng cDNA 150 
Chương VII - Một số phương pháp nghiên cứu trong công nghệ di truyền 151 
7.1- Các phương pháp tách chiết axit nucleic - 
7.1.1- Phương pháp tách chiết DNA vi khuẩn - 
7.1.2- Phương pháp tách DNA plasmid 152 
7.1.3- Tách DNA của tế bào khác 153 
7.1.4- Phương pháp tách ARN tổng số và mRNA - 
7.1.5- Tách và thu nhận gen 154 
7.2- Phương pháp nhân bản (PCR) 156 
7.2.1- Nguyên tắc của phương pháp PCR 157 
7.2.2- Các bước tiến hành thí nghiệm 158 
7.2.3- Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng PCR 161 
7.2.4- Ứng dụng của phương pháp PCR 163 
7.2.5- Nguyên lý cơ bản của phản ứng RT-PCR (PCR ngược) 164 
7.2.6- Phương pháp điện di DNA 165 
- 178 - 
7.3- Các phương pháp lai phân tử 166 
7.3.1- Phương pháp Southern blot - 
7.3.2- Phương pháp Northern blot 167 
7.3.3- Lai tại chỗ 168 
7.4- Phương pháp giải trình tự của axit nucleic 170 
7.4.1- Phương pháp hóa học của Maxam-Gilbert - 
7.4.2- Phương pháp enzyme sử dụng các dideoxynucleotide 172 
7.4.3- Phương pháp xác định trình tự nucleotide bằng máy tự động 173 
Tài liệu tham khảo 174 
Mục lục 176 
- 179 -