báo cáo ''''plasmid vi khuẩn và ứng dụng của plasmid trong công nghệ sinh học''''

August 13, Khai thác các đặc tính sinh học của plasmid, ngày nay plasmid được ứng dụng một cách rộng rãi trong công nghệ sinh học và di truyền.. PHÂN LOẠI PLASMID - Một cách để phân

TRƯỜNG ĐH SP TP.HCM

KHOA SINH HỌC

SINH 2B-K34

GVHD : Trần Thanh Thủy

SVTH : Lê Hoàng Thái Vinh

Ngô Thị Thanh Trân

II.1. Plasmid vi khuẩn

II 2. Ứng dụng của plasmid trong công nghệ

sinh học

III KẾT LUẬN

IV TÀI LiỆU THAM KHẢO

Xét về mặt chuyển giao gen trong môi

trường, plasmid là những phương tiện

hết sức linh hoạt vận chuyển ADN từ

cá thể này sang cá thể khác.

August 13,

Khai thác các đặc tính sinh học của

plasmid, ngày nay plasmid được ứng

dụng một cách rộng rãi trong công

nghệ sinh học và di truyền.

Các plasmid của vi khuẩn: pSC101 (trái), plasmid siêu xoắn

Ở vi khuẩn và một số nấm men, ngoài các gen

nằm trong genophore còn có các yếu tố di

truyền ngoài thể nhiễm sắc, gọi là plasmid.

Plasmid là phân tử DNA có kích thước nhỏ 5kb), dạng vòng, nằm độc lập trong tế bào

(2-chất, có khả năng sao chép độc lập, không phụ thuộc vào sự sao chép DNA nhiễm sắc thể của vi khuẩn

August 13,

- Mỗi tế bào vi khuẩn có khoảng 20 plasmid

- Plasmid gồm 8000 ─ 200.000 cặp nucleotit

- Các Plasmid không phải là các yếu tố nhất thiết phải có đối với sự sống của tế bào,

nhưng khi có mặt , chúng đem lại cho tế

bào nhiều đặc tính chọn lọc quý giá như

chống chịu với nhiệt độ bất lợi, thuốc màu , kháng sinh , các chất dinh dưỡng …

August 13,

Plasmid có ở rất nhiều loài vi khuẩn: E.coli

và ở nhiều loài trực khuẩn đường ruột và

vi khuẩn Gram âm (RP1, RSF 1030…), ở

tụ cầu khuẩn vàng St.aureus (pT127,

pC194…), ở xạ khuẩn Streptomyces

coelicolor (pSLPI…), ở Rhizobium melitoli

(pSymA, pSymB) v.v…

August 13,

Sơ đồ minh họa một tế bào vi khuẩn với plasmid ở bên trong

(2) Plasmids

(1) DNA nhiễm sắc thể

August 13,

2 HÌNH DẠNG PLASMID

August 13,

(4) Phần đặc hiệu

August 13,

4 PHÂN LOẠI PLASMID

- Một cách để phân nhóm các plasmid là

dựa vào khả năng truyền sang vi khuẩn

khác của chúng:

+ Plasmid tiếp hợp (conjugative) chứa các

tra-genes , giúp thực hiện một quá trình

phức tạp gọi là tiếp hợp (conjugation),

chuyển một plasmid sang vi khuẩn khác

August 13,

PLASMID TiẾP HỢP

August 13,

PHÂN LOẠI PLASMID

+ Plasmid không tiếp hợp là những plasmid

không có khả năng tự thực hiện tiếp hợp.

+ Còn có một nhóm plasmid trung gian gọi là

nhóm di chuyển được (mobilisable) Chúng chỉ mang các gene cần thiết cho việc di chuyển.

+ Các plasmid còn lại được xếp vào các nhóm

không tương hợp (incompatibility group), dựa

vào khả năng cùng tồn tại của chúng trong một

tế bào

August 13,

Một cách khác để phân loại plasmid

là dựa vào chức năng Có 5 nhóm

chính:

+ Plasmid giới tính (Fertility-(F) plasmid),

mang các tra - gene , có khả năng tiếp

August 13,

Sơ đồ tiếp hợp plasmid mang tính

kháng

Gen kháng kháng sinh

August 13,

+ Col-plasmid , chứa gene mã hóa cho sự tổng hợp colchicine , một protein có thể giết chết các vi khuẩn khác.

như toluene hay salicylic acid

+ Plasmid mang độc tính , làm cho sinh vật trở thành sinh vật gây bệnh.

August 13,

5 Sự nhân lên của plasmid:

- Khi tế bào phân chia , plasmid có khả năng tự nhân lên 1-2 bản sao (đối với plasmid lớn)

hoặc vài chục đến vài trăm bản sao (đối với plasmid bé)

- Sự nhân lên của plasmid cũng xảy ra rất

nhanh , trong vòng vài chục phút , đúng như thời gian trực phân của một tế bào vi khuẩn.

- Ví dụ như vi khuẩn E coli chẳng hạn, cứ

khoảng 20 phút là có một chu kì phân chia

August 13,

5.1 Sự nhân lên của plasmid không tiếp hợp (plasmid ColE1)

August 13,

Plasmid tiếp hợp khác với plasmid không

tiếp hợp ở số lượng tồn tại trong một tế

bào Mỗi một tế bào vi khuẩn chủ chỉ có

1-2 plasmid F.

Chúng còn khác ở chỗ, plasmid F có khả

năng tạo ra ít nhất là một loại sản phẩm

protein cần thiết để tham gia vào quá trình nhân lên

5.2 Sự nhân lên của plasmid tiếp

hợp (plasmid F)

August 13,

August 13,

6 Phân biệt DNA nhiễm sắc thể

với DNA của plasmid:

DNA nhiễm sắc thể DNA plasmid

• Nằm trong nhân tế bào.

• Dạng chuỗi dài, xoắn

kép

 Trong ……… của vi khuẩn

tế bào chất

vòng

Nu ít

làm thể truyền

August 13,

II.2 ỨNG DỤNG CỦA PLASMID TRONG CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Trong công nghệ sinh học, người ta sử dụng

plasmid làm vectơ để chuyển ghép gen từ tế bào cho sang tế bào nhận, từ đó nhân dòng

tạo ngân hàng genophore hoặc cho gen biểu hiện thu sản phẩm protein có hoạt tính sinh học

Các Plasmid luôn được cải biến để ngày càng thuận tiện hơn qua nhiều thế hệ, thuận tiện cho công nghệ ADN tái tổ hợp

August 13,

1 VECTOR

- Vector mang các đặc điểm sau:

+ Có điểm khởi sự sao chép (ori ) để tự sao chép

mà tồn tài độc lập trong tế bào.

+ Có các đoạn trình tự nhận biết cho enzym giới hạn cắt rồi để hở tạo nơi lắp ráp các đoạn gen

lạ

+ Có đoạn trình tự khởi điểm (promoter).

+ Chứa các gen vô hiệu hóa các đoạn DNA không mong muốn khi bị gắn nhầm.

+ Có khả năng tự tạo nhiều bản sao

August 13,

pBR322 - một vector tạo dòng được dùng trong DNA sequencing

- với vị trí của khởi điểm tái bản (ori), các gene kháng AmpR và TetR và một số vị trí của các enzyme cắt giới hạn.

August 13,

2 Các công đoạn trong kỹ thuật tái tổ hợp ADN

Bước 1: Nuôi tế bào cho plasmid để tạo vector

chuyển gen và nuôi tế bào cho để cung cấp DNA

Bước 2: Tách chiết DNA plasmid và DNA tế

bào cho, còn gọi là bước phân lập

Bước 3: Cắt cả 2 lọai DNA (DNA plasmid và

DNA tế bào cho) bằng cùng loại enzym giới hạn

August 13,

Bước 4: Trộn chung DNA plasmid đã bị cắt với DNA tế bào cho cũng đã bị cắt

Bước 5: Bổ sung enzym nối ligase để tạo ra

DNA tái tổ hợp hoàn chỉnh

Bước 6: Biến nạp DNA tái tổ hợp vào tế bào

chủ và nhân dòng

Bước 7: Chọn lọc và tạo dòng tế bào chủ

mang DNA tái tổ hợp và theo dõi hoạt động

Biểu hiện của gen thông qua sản phẩm của gen lấy từ tế bào cho

August 13,

3 ADN tái tổ hợp được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như:

- Nhân dòng ADN tái tổ hợp.

- Chuyển gen động vật.

- Chuyển gen thực vật.

- Sản xuất insulin

- Sản xuất vaxsine….

Enzim cắt

Tách ADNnst

tb cho

Tách plasmit

August 13,

Clip về nhân dòng tạo ngân hàng gen

August 13,

TẠO NGÂN HÀNG GEN

August 13,

SẢN XUẤT INSULIN

August 13,

SẢN XUẤT VẮC XIN ĐƯA VÀO CÁ

August 13,

CHUYỂN GEN THỰC VẬT

August 13,

ĐƯA GEN VÀO DÊ ĐỂ SẢN XUẤT SỮA NGƯỜI

August 13,

III KẾT LUẬN

- Plasmid đóng một vai trò quan trọng

trong các phòng thí nghiệm di truyền

và sinh hóa , nơi chúng được sử dụng

để nhân bản hoặc biểu hiện các gene

cần quan tâm

- Có rất nhiều plasmid được thương mại hóa cho các ứng dụng trên.

August 13,

- Sự phát hiện plasmid vi khuẩn và tạo ra các sản phẩm từ plasmid đã giúp con người tìm

ra các hướng đi mới, các sản phẩm mới

trong y học cũng như trong nông nghiệp

- Từ đó nâng cao sức khỏe con người, cải

thiện năng suất và chất lượng giống cây

trồng, vật nuôi…

- Cần tìm hiểu và tạo ra nhiều sản phẩm sinh học có lợi từ plasmid hơn nữa

August 13,

August 13,

IV TÀI LiỆU THAM KHẢO

1, GS TS Nguyễn Thành Đạt, 2007 “ Cơ sở

sinh học vi sinh vật – tập 1” NXB Đại học Sư phạm

2, TS Trịnh Đình Đạt, 2007 “ Công nghệ sinh học – tập 4 – Công nghệ di truyền” NXB

Giáo dục.

3, http://www.hcmbiotech.com.vn/

new_news_dhetail.php?cateid=11&id=810

4, http://vi.wikipedia.org/wiki/Plasmid

August 13,

August 13,

August 13,

1, Tại sao trong môi trường nuôi cấy là

Ampicillin thì các vk E.coli khong có plasmid tái tổ hợp lại bị chết?_Đặng Văn Danh

Trong đoạn phim:

Vì plasmid có mang gen kháng Ampicillin nên

khi nuôi dưỡng trong Ampicillin:

+ Những VK E.Coli nào có chứa plasmid thì mới

có thể kháng được Ampicillin nên nó sẽ sống

+ Còn những VK không chứa plasmid thì không kháng được Ampicillin nên nó sẽ chết

August 13,

2 Tinh sạch plasmid bằng cách nào?_

Nguyễn Thị Thơm

Tinh sạch plasmid hay tách plasmid ra khỏi

VK.

Hiện tại, có 3 phương pháp chính :

- Pháp thuỷ phân bằng kiềm (alkaline lysis):

Vi khuẩn bị dung giải (lysis) khi xử lý với

dung dịch chứa SDS (sodium dodecyl

sulfate) and NaOH

August 13,

chứa DNA plasmid được phá vỡ bằng

lysozyme, Triton-X100 (một chất tẩy phi ion – nonionic detergent) và nhiệt độ

- Phương pháp dùng Lithium: khi xử lý với hỗn hợp Triton X-100/LiCl thì chỉ có màng trong

(inner plasma membrane) của tế bào vi

khuẩn sẽ bị phân huỷ

August 13,

3 Hiện tại đã có cá lai với thực vật bằng

công nghệ DNA tái tổ hợp hay chưa?_Đặng Văn Danh

- Hiện tại thì chưa có cá lai với thực vật bằng công nghệ DNA tái tổ hợp

August 13,

4 Đa số plasmid là có lợi hay còn có hại?

- Ngay câu hỏi của bạn đã có câu trả lời Đa số chứ không phải tất cả

- Đúng như vậy, bên cạnh những plasmid có lợi vẫn có một số plasmid có hại

Ví dụ: có các loại plasmid sản xuất men phân hủy 2,4-D (2,4-diphenoxyacetic acid), một

loại chất cực kì độc hại và nhiều hợp chất

gây độc khác

August 13,

5 Các chất có khả năng ngăn cản sự

nhân lên của DNA plasmid?

Một số hoạt chất hoặc dược chất có khả năng ngăn cản ADN của plasmid nhân lên Các chất này

được gọi là các tác nhân diệt trừ

Ví dụ, chất acridin orange can thiệp vào sự nhân

lên của loại plasmid F

- Một dược chất khác, mitomycin-C, có tác dụng ngăn cản sự nhân lên của ADN của tế bào nói

chung, và do vậy đây cũng là một tác nhân diệt trừ hữu hiệu đối với ADN của plasmid, đặc biệt là plasmid của vi khuẩn Pseudomonas

August 13,

6 Những ứng dụng của công nghệ plasmid trong việc chữa bệnh cho người?

- Sản xuất vacxin chữa bệnh cho người

- Sản xuất kháng sinh cho cả người và động vật

August 13,

7 Theo bạn có nên chuyển gen vào thực

vật để tạo ra các cây mới? Khi chuyển gen vào thực vật có xảy ra những đột biến gì

cho người sử dụng không?

- Theo như các nhà khoa học đã chứng minh

và kiểm chứng thì vẫn chuyển gen vào thực vật để tạo ra cây mới

+ Vì theo kiểm chứng của các nhà khoa học:

vật chuyển gen biểu hiện ra ngoài thì kết quả thu được là nó không biểu hiện

August 13,

- Nhưng các nhà khoa học cũng khuyến cáo là

không nên sử dụng nhiều nguồn gen mới

thay thế cho nguồn gen hiện tại Vì khi đó

không chừng chất độc có thể biểu hiện ra

ngoài và gây ra bệnh

August 13,