Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương - Chương II: Các kỹ thuật nền của công nghệ sinh học hiện đại - Ninh Thị Thảo
Tóm tắt Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương - Chương II: Các kỹ thuật nền của công nghệ sinh học hiện đại - Ninh Thị Thảo: ...ự bảo vệ. 8/26/2014 10 Lịch sử phát hiện BM CNSH TV – Khoa CNSH Restriction Endonucleases Why don’t bacteria destroy their own DNA with their restriction enzymes? 8/26/2014 11 Methylation 8/26/2014 12 • Loại I: Cắt tại điểm cách vị trí giới hạn khoảng 1000-5000 nucleotide • L...iều 5’3’ hoặc ngược lại T rụ c đ ố i x ứ n g BM CNSH TV – Khoa CNSH Nếu giả thiết trình tự sắp xếp của các loại base là ngẫu nhiên thì xác suất để một đoạn trình tự được nhận biết sẽ là 1/4n (n là chiều dài (bp) của chuỗi được nhận biết). 8/26/2014 16 Tần suất cắt Số nucleo...n DNA tái tổ hợp 8/26/2014 20 Tạo DNA tái tổ hợp BM CNSH TV – Khoa CNSH Bản đồ giới hạn • Là bản đồ thể hiện loại enzyme giới hạn, số lượng và kích thước các đoạn DNA bị cắt bằng enzyme giới hạn. • Một phân tử khi sử dụng các loại enzyme khác nhau có thể cho nhiều đoạn cắt khác nha...
CHƯƠNG II: CÁC KỸTHUẬT NỀN CỦA CNSH HIỆN ĐẠI (9 TIẾT) Chức năng và ứng dụng của các enzyme giới hạn Giới thiệu các vector nhân dòng và kỹ thuật nhân dòng gen Các phương pháp lai phân tử Phương pháp PCR, ứng dụng Kỹ thuật xác định trình tự DNA Kỹ thuật tạo thư viện genome và cDNA 8/26/2014 1 BM CNSH TV – Khoa CNSH Kiến thức ôn tập • Cấu trúc phân tử DNA 8/26/2014 2 Thành phần cấu tạo của DNA- các bazơ Purines Pyrimidines 8/26/2014 3 • polynucleotide chain • 3’,5’-phosphodiester bond ii). Structure of the DNA double helix Structure of the DNA polynucleotide chain 5’ 3’ 8/26/2014 4 [structure of deoxyadenosine] Nucleoside Nucleotide 8/26/2014 5 8/26/2014 6 DNA RNA Protein Function Học thuyết trung tâm:The Central Dogma Transcription Replication Translation Work 8/26/2014 7 Phân loại Gene coding genes non-coding genes Messenger RNA Proteins Structural RNA Structural proteins Enzymes transfer RNA ribosomal RNA other RNA Chromosome (simplified) intergenic region 8/26/2014 8 2.1 ENZYME GIỚI HẠN (RESTRICTION ENZYME - RE) Khái niệm: là các enzyme có khả năng nhận dạng và cắt DNA ở những vị trí đặc hiệu. – Restriction enzymes = Restriction endonuclease Endo (bên trong), nuclease (cắt nucleic acid) – Trình tự nhận biết của RE được gọi là trình tự giới hạn 8/26/2014 9 BM CNSH TV – Khoa CNSH Ví dụ: trình tự nhận biết của EcoRI • 1950s: một số dòng vi khuẩn có khả năng chống lại sự xâm nhiễm của một số bacteriophages. • 1962: phát hiện các vi khuẩn này có chứa hệ thống enzyme có khả năng nhận biết và phá huỷ DNA của phage, đồng thời có khả năng tự biến đổi DNA của bản thân để tránh bị phá huỷ • 1970: Haminton Smith at Johns Hopkins University, Phát hiện được enzyme HindII từ Haemophilus influenzae: có khả năng cắt đặc hiệu đồng thời tự methyl hoá DNA của tế bào chủ để tự bảo vệ. 8/26/2014 10 Lịch sử phát hiện BM CNSH TV – Khoa CNSH Restriction Endonucleases Why don’t bacteria destroy their own DNA with their restriction enzymes? 8/26/2014 11 Methylation 8/26/2014 12 • Loại I: Cắt tại điểm cách vị trí giới hạn khoảng 1000-5000 nucleotide • Loại II: cắt ngay tại vị trí giới hạn. • Loại III: cắt ở vị trí cách vị trí giới hạn đó khoảng 20 nucleotide. 8/26/2014 13 Phân loại các RE BM CNSH TV – Khoa CNSH Genus (Tên chi) Species (Tên loài) Strain (Chủng) Thứ tự tìm ra enzyme (số La Mã) 8/26/2014 14 Cách gọi tên Ví dụ: EcoRI Escherichia coli R I BM CNSH TV – Khoa CNSH 8/26/2014 15 Đặc điểm của trình tự nhận biết của RE loại II Don't nod Dogma: I am God Never odd or even Too bad – I hid a boot Rats live on no evil star No trace; not one carton Was it Eliot's toilet I saw? Murder for a jar of red rum Some men interpret nine memos Campus Motto: Bottoms up, Mac Go deliver a dare, vile dog! Madam, in Eden I'm Adam Oozy rat in a sanitary zoo Ah, Satan sees Natasha Lisa Bonet ate no basil Do geese see God? God saw I was dog Dennis sinned Trình tự nhận biết là các palindrome. Đây là đoạn DNA mạch kép, 2 mạch bổ sung có trình tự giống nhau khi đọc theo cùng chiều 5’3’ hoặc ngược lại T rụ c đ ố i x ứ n g BM CNSH TV – Khoa CNSH Nếu giả thiết trình tự sắp xếp của các loại base là ngẫu nhiên thì xác suất để một đoạn trình tự được nhận biết sẽ là 1/4n (n là chiều dài (bp) của chuỗi được nhận biết). 8/26/2014 16 Tần suất cắt Số nucleotide của đoạn nhận biết Xác suất xảy ra sự kiện phân cắt bởi RE 4 1/ 44= 1/256 5 1/ 45= 1/ 1024 6 1/ 46= 1/ 4096 8 1/ 48= 1/ 65.536 n 1/ 4n BM CNSH TV – Khoa CNSH 8/26/2014 17 Các kiểu cắt 5’ overhangs 3’ overhangs blunt ends T ạ o đ ầ u s o le T ạ o đ ầ u b ằ n g BM CNSH TV – Khoa CNSH 8/26/2014 18 Ví dụ một số RE loại II BM CNSH TV – Khoa CNSH • Tạo DNA tái tổ hợp • Lập bản đồ giới hạn 8/26/2014 19 Ứng dụng của RE loại II trong công nghệ gen BM CNSH TV – Khoa CNSH • DNA tái tổ hợp là các DNA được tạo thành từ ít nhất hai đoạn DNA có nguồn gốc khác nhau thông qua vi thao tác của con người • Nếu như 2 (hay nhiều) DNA đều được cắt bởi cùng một loại enzyme thì các đầu cắt của các đoạn DNA được tạo ra hoàn toàn khớp nhau (tương ứng theo quy tắc bổ sung) gọi là các đầu dính và chúng rất dễ dàng gắn lại với nhau khi có mặt enzym ligase. Từ đây xuất hiện khả năng ghép nối các DNA có nguồn gốc khác nhau để tạo nên DNA tái tổ hợp 8/26/2014 20 Tạo DNA tái tổ hợp BM CNSH TV – Khoa CNSH Bản đồ giới hạn • Là bản đồ thể hiện loại enzyme giới hạn, số lượng và kích thước các đoạn DNA bị cắt bằng enzyme giới hạn. • Một phân tử khi sử dụng các loại enzyme khác nhau có thể cho nhiều đoạn cắt khác nhau hình thành nên các bản đồ giới hạn khác nhau. • Được sử dụng trong xác định nguồn gốc hoặc sự khác nhau giữa các cá thể trong loài. 8/26/2014 21 BM CNSH TV – Khoa CNSH Phương pháp lập bản đồ giới hạn • Tách chiết DNA mẫu nghiên cứu và thực hiện PCR tạo ra một lượng DNA cần thiết. • Lựa chọn các enzym giới hạn thích hợp, xử lý enzym giới hạn các mẫu trong điều kiện thích hợp. • Điện di kết quả trên gel agarose cùng với thang DNA chuẩn, tính toán kết quả và lập bản đồ. 8/26/2014 22 BM CNSH TV – Khoa CNSH Sử dụng enzym 1 để cắt đoạn ADN nghiên cứu (kích thước 17kb). Kết quả cho 3 đoạn ADN (6kb, 3kb, 8kb). Điều này chứng tỏ enzym 1 có 2 vị trí cắt trên đoạn ADN nhưng chưa rõ đoạn 3kb nằm ở giữa hay ở cuối sợi. Khi cắt sợi ADN nghiên cứu bằng enzym 2, kết quả cho 2 đoạn cắt (7kb, 10kb) chứng tỏ enzym này chỉ có một điểm cắt trên sợi 17kb. Khi cắt bằng tổ hợp hai enzym 1 và 2 cho thấy có sự xuất hiện lại đoạn 6kb và 8kb, hai đoạn này là sản phẩm của sự hoạt động của enzym 1. Như vậy đoạn 3kb sẽ bị cắt bởi enzym 2 (vỡ kết quả cắt phối hợp cho 4 đoạn (6kb, 8kb, 2kb, 1 kb). Từ đây suy ra đoạn 3kb phải nằm ở giữa sợi. VÍ DỤ VỀ LẬP BẢN ĐỒ GIỚI HẠN 8/26/2014 23 Restriction enzyme animation 8/26/2014 24 Bµi tËp Nhân dòng một đoạn ADN có chiều dài 900 bp sau đó phân cắt với 3 enzyme, chạy điện di cho các kết quả sau đây: Enzyme Độ lớn các đoạn phân cắt (bp) EcoRI Hind III BamHI EcoRI + Hind III EcoRI + BamHI HindIII + BamHI 200, 700 300,600 50,350,500 100,200,600 50,150,200,500 50,100,250,500 Hãy vẽ bản đồ giới hạn từ những số liệu trên? 8/26/2014 25
File đính kèm:
- bai_giang_cong_nghe_sinh_hoc_dai_cuong_chuong_ii_cac_ky_thua.pdf