Đề tài So sánh kỹ thuật chuyển gene ở vi khuẩn, động vật và thực vật

KỸ THUẬT DI TRUYỀNSO SÁNH KỸ THUẬT CHUYỂN GENEỞ VI KHUẨN, ĐỘNG VẬT VÀ THỰC VẬTGVHD: NGUYỄN VĂN DUYNHÓM: WAO	PHẠM VĂN VỊ	ĐOÀN THỊ THU DUNG	LÊ THỊ NGỌC DUNG	NGUYỄN THỊ DiỆU	ĐẶNG THỊ TUYẾTSINH VAÄT BIEÁN ÑOÅI GEN LAØ GÌ?Là một sinh vật có cấu trúc gene bị thay đổi do công nghệ chuyển gene.Cà chua tím tiêu diệt ung thưCó nhiều phương pháp làm biến đổi hệ gene của sinh vật, nhưng chủ yếu bằng 3 cách:GiỐNG NHAUMục đích tạo ra những sinh vật chuyển gene mang các đặc tính vượt trội hơn những sinh vật trước đó, phụ thuộc vào mục đích của con ngườiNhư tăng năng suất.Giảm thiểu ô nhiễm môi trường.Tạo ra các sản phẩm sinh học ( sản lượng thịt, trứng).Đều dùng các vector chuyển geneĐều cần có sự tham gia của các enzyme.Khả năng tiếp nhận DNA (RNA) đều phụ thuộc vào tế bào nhận và gene cần chuyển.Sau khi gene được chuyển vào tế bào nhận đều có khả năng phân cắt bởi các enzyme nuclease.GiỐNG NHAUĐều phải tạo dòng gene từ các tế bào cho bằng phương pháp PCR hoặc bằng vi khuẩn.Đều phụ thuộc vào hoạt động sinh lý của tế bào.Tế bào cho không cho toàn bộ NST.Đều phải thực hiện quá trình chọn lọc dòng.Đều chịu tác động trực tiếp vào yếu tố con người và các điều kiện chuyển gen.Các loài sinh vật gần gũi, có nhiều lợi ích cho con người (gà, bò, dê, thuốc lá, ngô, bông)GiỐNG NHAU KHÁC NHAUCÁCH TĂNG HiỆU QuẢ CHUYỂN GEN VÀO TẾ BÀO NHẬN. ƯU NHƯỢC DiỂMCƠ SỞ KHOA HỌCMỤC ĐÍCH	LỊCH SỬCÁC NHÂN TỐ ANH HƯỞNG TỚI CHUYỂN GENETẠO DNA TÁI TỔ HỢPPHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENECÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN LỌC DÒNGCÁC TẾ BÀO NHẬN THƯỜNG DÙNGPHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENEPHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENEPHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENEPHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENEPHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENEPHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENEPHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENEPHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENEPHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENEPHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GENEKHÁC NHAUNỘI DUNGVI KHUẨNTHỰC VẬTĐỘNG VẬTLòch söûE.Coli là vi khuẩn đầu tiên được dùng để sản phẩm insulin trên quy mô công nghiệpnăm 1994, giống cà chua Calgene chuyển gen chín chậm, là cây chuyển gen đầu tiên được sản xuất và tiêu thụ ở các nước công nghiệp năm 1982, Palmiter và Brinster đã tạo ra động vật chuyển gen đầu tiên trên thế giới là chuột.NỘI DUNGVI KHUẨNTHỰC VẬTĐỘNG VẬTMục đích-tạo ra các chế phẩm sinh học-Có thể nhân giống cây trồng ở quy mô công nghiệp.-Tạo ra cây trồng sạch bệnh,cho sản phẩm đồng loạt.-Giữ gìn các kiểu gen quý.- Các sản phẩm sinh học có tác dụng chữa bệnh như kháng thể-Tạo tính trạng mới-cải thiện tính trạng mong muốn-cải tạo vật nuôi.-nghiên cứu ĐV là mô hình chữa bệnh cho người.-nghiên cứu điều hòa biểu hiện gen,phát triển cá thểMột số vi khuẩn thường dùng để chuyển genE.colihaemophilusNeisseriaStreptococcusE.coliE.coliE.coliNeisseriaE.coliNeisseriaE.coliStreptococcushaemophilusE.colihaemophilusNeisseriaStreptococcusE.coliE.coliE.coliNeisseriaE.coliNeisseriaE.coliStreptococcushaemophilusMột số động vật chuyển genElbarhesusCá trê Châu Phi Chuột chuyển gen tổng hợp hormone sinh trưởng ( Bên phải) và chuột đối chứng bên tráiMột số thực vật chuyển genNỘI DUNGVI KHUẨNTHỰC VẬTĐỘNG VẬTCơ sở khoa họcTính khả biến của tế bào vi khuẩnTính toàn năng của tế bào (tùy vào từng phương pháp khác nhau)Tính toàn năng của tế bào (tùy vào từng phương pháp khác nhau)VI KHUAÅNTÖÏ NHIEÂNBIEÁN NAÏPTAÛI NAÏPTIEÁP HÔÏPNHAÂN TAÏOVI KHUAÅNTÖÏ NHIEÂNBIEÁN NAÏPVI KHUAÅNTÖÏ NHIEÂNTAÛI NAÏPBIEÁN NAÏPVI KHUAÅNTÖÏ NHIEÂNTIEÁP HÔÏPNHAÂN TAÏOTAÛI NAÏPBIEÁN NAÏPVI KHUAÅNTÖÏ NHIEÂNCAÙC PHÖÔNG PHAÙP CHUYEÅN GEN THÖÔØNG DUØNGTHÖÏC VAÄTChuyeån gene vaøo protoplastChuyeån geneGiaùn tieápChuyeån gene Tröïc tieápNhôø Agrobacterium TumefacientsVi tieâmNhôø virusSuùng baén geneXung ñieänTHÖÏC VAÄTChuyeån gene vaøo protoplastChuyeån geneGiaùn tieápChuyeån gene Tröïc tieápNhôø Agrobacterium TumefacientsVi tieâmNhôø virusSuùng baén geneXung ñieänCAÙC PHÖÔNG PHAÙP CHUYEÅN GEN THÖÔØNG DUØNGÑOÄNG VAÄTSÖÛ DUÏNG VECTOR VIRUSNHÔØ TINH TRUØNGSÖÛ DUÏNG TEÁ BAØO PHOÂIVI TIEÂMÑOÄNG VAÄTSÖÛ DUÏNG VECTOR VIRUSSÖÛ DUÏNG TEÁ BAØO PHOÂIVI TIEÂMÑOÄNG VAÄTSÖÛ DUÏNG VECTOR VIRUSNHÔØ TINH TRUØNGSÖÛ DUÏNG TEÁ BAØO PHOÂIVI TIEÂMÑOÄNG VAÄTSÖÛ DUÏNG VECTOR VIRUSCAÙC PHÖÔNG PHÖÔNG PHAÙP CHUYEÅN GEN THÖÔØNG DUØNGCác hình thức chuyển gen ở vi khuẩnBiến nạpTiẾP HỢPTiẾP HỢPTải nạpCHUYỂN GEN NHỜ AGROBACTERIUM TUMEFACIENTA.tumefaciens là loại vi khuẩn gây bệnh khối u ở thực vật sống trong đất, trong lĩnh vực biến nạp gen nó được sử dụng làm vectơ đặc biệt để chuyển các gen ngoại lai vào thực vật nhằm tạo ra những thực vật mang gen có các đặc tính mong muốn.Video CHUYỂN GENE VÀO PROTOPLASTNguyên tắc: dựa vào sóng siêu âmQuy trình:Tạo dung dịch tế bào huyền phùTạo xung điện với hiệu điện thế caoProtoplast bị thủng một số chỗADN thâm nhập vàoNuôi cấy protoplastTái sinh câyChọn lọc cây chuyểnCHUYỂN GEN BẰNG SÚNG BẮN GENE- Nguyên tắc là phải tạo một luồng khí để đẩy các viên đạn có kích thước nhỏ mang các gen mong muốn( các viên đạn này thường được làm bằng Au hoặc volfram). Chúng có V= 1300m/s xuyên qua các lớp tế bào, mô để xâm nhập vào genom thực vật. -Ưu điểm của phương pháp này là có thể chuyển gen vào nhiều đối tượng( tế bào, mô, mô sẹo), tần xuất thành công khá cao(ở cây một lá mầm). Hơn nữa việc thiết kế vector khá đơn giảnVi tiêm tế bào thực vật-Phương pháp này sử dụng vi tiêm nhỏ, kính hiển vi và các vi thao tác. -Các vi tiêm đó đã chuyển vector mang gen vào protoplas hoặc các tế bào đơn (chưa hình thành vỏ cứng). SỬ DỤNG VECTOR VIRUS- Gen chuyển sẽ được biểu hiện mạnh trong tế bào vật chủ nhờ promotor của virus.- Tỉ lệ sống của động vật chuyển gen sơ sinh là rất thấp- Không phải tất cả tế bào của cơ thể đều mang virus CHUYỂN GEN VÀO TẾ BÀO GỐC PHÔILà tế bào đa năngTỉ lệ phôi sống sót sau thao tác, sự tích hợp và biểu hiện tính trạng của gen mới khá caoKĩ thuật đơn giảnVI TIÊMCHUYỂN GEN VÀO TINH TRÙNGKhoảng 30% cá thể con là động vật chuyển gen chuyển gen nhờ tế bào tiền thể tinh trùng invitro hay invoNỘI DUNGVI KHUẨNTHỰC VẬTĐỘNG VẬT-Heä enzyme cuûa teá baøo nhaän- Các tế bào nhận thường dùng- Taïo DNA taùi toå hôïp-Tương đối đơn giản- Vi khuaån E. coli- Trước khi cho vào tế bào vi khuẩn-Tương đối phức tạpHaït phaán, teá baøo laù- Có thể trước hoặc sau khi chuyển vào tế bào-Tương đối phức tạp-Teá baøo tröùng, tế bào tuyến vú- Có thể trước hoặc sau khi chuyển vào TB nhậnCác phương pháp chọn lọc dòng VI KHUẨNdụng các Sử gen MarkerGen Lac ZGen kháng kháng sinhampicilintetracilinGiải trình tự vàChạy điện diVI KHUẨNdụng các Sử gen MarkerGen Lac ZVI KHUẨNdụng các Sử gen MarkerampicilinGen Lac ZVI KHUẨNdụng các Sử gen MarkertetracilinampicilinGen Lac ZVI KHUẨNdụng các Sử gen MarkerGen kháng kháng sinhGiải trình tự vàChạy điện ditetracilinampicilinGen Lac ZVI KHUẨNdụng các Sử gen MarkerCác phương pháp chọn lọc dòng ở động thực vật-Để xác định gen quan tâm đã chuyển vào genome của vật chủ hay chưa ta sử dụng: PCR, Southern blot-Để xác định gen cần chuyển có biểu hiện hay không?	+ mRNA: đánh giá bằng RT-PCR	+ Protein: đánh giá bằng phương pháp Western blot, Elisa, miễn dịch phóng xạ RIA- Ngoài ra còn có phương pháp chọn dòng không cần điều kiện trên mà chỉ dựa vào các gen marker. Ở động vật và thực vậtSouthern BlotSouthern BlotPHƯƠNG PHÁP PCRPHƯƠNG PHÁP PCRPhương pháp Northern blotSơ đồ phương pháp Western BlotNguyên tắc của phương pháp Elisa KHÁC NHAUNỘI DUNGVI KHUẨNTHỰC VẬTĐỘNG VẬTCaùc teá baøo nhaän thöôøng duøngVi khuaån E. coliHaït phaán, teá baøo laùTeá baøo tröùngHeä enzyme cuûa teá baøo nhaänTương đối đơn giảnTương đối phức tạpTương đối phức tạpNỘI DUNGVI KHUẨNTHỰC VẬTĐỘNG VẬT-Öu ñieåm-Thời gian thế hệ ngắn.-Thao tác tương đối đơn giảnCông nghệ này cho phép chọn và chuyển chỉ riêng đặc tính mong muốn. Hợp lí, hiệu quả và đem lại kết quả rất tốt.- Điều kiện nuôi cấy đơn giản hơn. Tế bào thực vật do có thành nên chịu ảnh hưởng bất lợi của môi trường trong quá trình chuyển gen.-Tạo ra các hợp chất quý do có hệ enzyme rất đa dạng và phức tạp.NỘI DUNGVI KHUẨNTHỰC VẬTĐỘNG VẬTNhược điểmChỉ chuyển được những gen tổng hợp nên protein có cấu tạo đơn giảnCó thể tạo ra các sản phẩm gây dị ứng. thành tế bào có thể là yếu tố cản trở quá trình chuyển gen.Điều kiện môi trường nuôi cấy tế bào phức tạp và rất nghiêm ngặt. Tế bào động vật chuyên hóa cao. thời gian để nhân đôi tế bào dài.NỘI DUNGVI KHUẨNTHỰC VẬTĐỘNG VẬTNhược điểm- Dễ phát tán ra môi trường.- Cũng dễ bị nhiễm khuẩn nếu không đảm bảo đúng quy trình kĩ thuật.- Không có thành tế bào nên rất dễ tổn thương hay chết trong nuôi cấy.KẾT LuẬN Kĩ thuật chuyển gen được áp dụng được ở nhiều loài sinh vật từ vi khuẩn đến động thực vật. Tùy vào mục đích của con người cùng với việc nắm vững các kĩ thuật chuyển gen cũng như phân biệt được các kĩ thuật khác nhau giúp người nghiên cứu, cũng như nhà sản xuất lựa chọn loại tế bào và phương pháp chuyển gen phù hợp. Kĩ thuật chuyển gen là một kĩ thuật rất quan trọng của công nghệ sinh học, ngày càng phát triển đã đang và sẽ đóng góp vào sự phát triển chung của nhân loại.XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN SỰ THEO DÕI CỦA THẦY VÀ TẤT CẢ CÁC BẠNWAO