Công nghệ tạo dòng
(25/03/06)
Nhân dòng gen
Nhân dòng gen là một tiến trình trong đó gen mục tiêu được định vị và nhân lên từ DNA được tách chiết từ một cá thể.
Khi tách chiết DNA khỏi một cá thể thì tất cả gen của nó cũng được tách ra khỏi cá thể. DNA này chứa đến hàng ngàn gen khác nhau nên nhà di truyền học phải tìm ra gen chuyên biệt mã hoá cho protein mục tiêu.
Ngân hàng gen
Bởi vì không thể định vị gen trên DNA bằng mắt thường, các nhà khoa học phải tạo ngân hàng gen.
Ngân hàng gen là một tập hợp khuẩn lạc vi khuẩn sống có mang nhiều đoạn của DNA từ một cá thể. Đây chính là nguồn của gen mục tiêu.
Hình:Quy trình xây dựng ngân hàng gen
Xây dựng ngân hàng gen
Xây dựng ngân hàng gen cần DNA tách chiết, enzyme cắt giới hạn và plasmid.
Bước 1: DNA tách chiết từ cá thể có chứa gen mục tiêu được cắt bởi enzyme giới hạn thành nhiều mảnh có kích thước của một gen.
Bước 2: plasmid của vi khuẩn cũng được xử lý bởi cùng enzyme giới hạn.
Bước 3: DNA có kích thước một gen và plasmid đã được xử lý được trộn chung với nhau trong một tube. Một số các đoạn DNA đã được cắt bằng enzyme sẽ nối với plasmid và tạo thành plasmid tái tổ hợp.
Bước 4: plasmid tái tổ hợp sau đó được chuyển vào tế bào vi khuẩn bằng điện biến nạp hoặc hoá biến nạp.
Bước 5: vi khuẩn tăng trưởng trên đĩa môi trường và cho phép hình thành khuẩn lạc. Tất cả khuẩn lạc trên đĩa môi trường được gọi là ngân hàng gen.
Bước 6: ngân hàng gen được sàng lọc để tìm ra khuẩn lạc nào có chứa gen mục tiêu bằng cách phát hiện trình tự DNA của gen mục tiêu hay một protein mà gen đó mã hoá hay sử dụng mẫu dò. Vì vậy, trước khi sàng lọc ngân hàng gen, nhà khoa học phải biết được trình tự của gen mục tiêu hay gen gần giống nó nhất hay protein mà gen đó mã hoá hoặc một mẫu dò được thiết kế cho gen đó. Khi vi khuẩn được nhân lên sẽ tạo nhiều DNA tái tổ hợp dẫn đến số lượng bản sao của gen cũng tăng lên, nhờ đó việc phát hiện gen hay protein dễ dàng hơn.
Sau khi xác định được khuẩn lạc có chứa gen mục tiêu, vi khuẩn có thể được nhân dòng để tạo hàng triệu bản sao của plasmid tái tổ hợp có chứa gen đó.
Ứng dụng
Trong kỹ thuật gen, nhân dòng gen là một bước rất quan trọng vì tách chiết được một gen có thể giúp đánh giá trình tự nucleotide của nó. Từ đó có thể xác định được những giới hạn bên trong một gen, ví dụ như số intron và vị trí của chúng hay các yếu tố hoạt hóa.
Không chỉ vậy, với nguồn gen có được, nhà khoa học có thể so sánh trình tự DNA giữa các gen để làm rõ hơn tiến hoá của gen hoặc dịch trình tự DNA của một gen thành trình tự amino acid nhờ vào bảng mã di truyền qua đó có thể đoán được cấu trúc của protein được mã hoá cũng như chức năng của gen đó.
Bên cạnh đó, nhờ kỹ thuật gen, nhà khoa học có thể chuyển gen mục tiêu vào một cá thể tạo thành cá thể chuyển gen. Cá thể chuyển gen được dùng cả trong nghiên cứu về các tiến trình sinh học ở phòng thí nghiệm cũng như ứng dụng trong phát triển cây kháng côn trùng hoặc sản xuất insulin cho người từ vi khuẩn mang gen tương ứng với gen của người.
