Nhập môn Sinh học phân tử

NHẬP MÔN SHPT GV: Nguyễn Thị Ngọc Yến Lược sử phát triển Gồm 3 giai đoạn:  Giai đoạn tiền đề  Giai đoạn sinh học phân tử ra đời  Giai đoạn sinh học phân tử hiện đại Lược sử phát triển Giai đoạn tiền đề  1869, F.Miescher phát hiện ra 1 chất trong nhân tế bào không phải protein  Nuclein  Acid nucleic Giai đoạn tiền đề Giai đoạn tiền đề  1865, G. Mendel & quy luật di truyền trên đậu Hà Lan Giai đoạn tiền đề Giai đoạn tiền đề  Đầu TK XX, Walter Sutton & Theodor Boveri thiết lập mối quan hệ giữa Di truyền học và Sinh học  Protein hay acid nucleic là vật liệu di truyền? Giai đoạn tiền đề Giai đoạn tiền đề  1928, thí nghiệm nổi tiếng của Frederick Griffith Giai đoạn tiền đề Giai đoạn tiền đề  1944, Oswald Avery, Colin MacLeod, và Maclyn McCarty công bố ADN chính là vật liệu di truyền Osward. T. Avery in 1937 Giai đoạn tiền đề Giai đoạn tiền đề  1951, Erwin Chargaff chứng minh tỷ lệ A = T; C = G, tỷ lệ A + T/G + C thay đổi theo loài Giai đoạn tiền đề Giai đoạn tiền đề  1952, thí nghiệm Hershey và Chase chứng minh ADN chứ không phải protein là chất mang TTDT Giai đoạn tiền đề Giai đoạn SHPT ra đời  1953, Watson-Crick tìm ra mô hình cấu trúc ADN  khám phá lớn nhất trong Sinh học của thê1 kỷ Giai đoạn SHPT ra đời Giai đoạn SHPT ra đời  1961, M. Nirenberg và J. Matthei tìm ra bộ mã di truyền gồm 64 codon (bộ ba mã hoá) Giai đoạn SHPT ra đời Giai đoạn SHPT ra đời  1961, F. Jacob và J. Monod tìm ra cơ chế điều hoà tổng hợp protein  1962, Warner Arber tìm ra enzym cắt giới hạn  1967, enzym ADN ligase được chiết xuất  1970, Hamilton Smith chiết được enzym cắt giới hạn Giai đoạn SHPT ra đời Giai đoạn SHPT hiện đại  Thập niên 70 TK XX, kỹ thuật di truyền tạo nên cuộc cách mạng trong di truyền và SHPT: xác định trình tự nucleotid trên gen  gây đột biến định hướng cho các biến đổi tuỳ ý Giai đoạn SHPT hiện đại Giai đoạn SHPT hiện đại  1973, A.C. Chang và Herbert Boyer, tạo ra plasmid tái tổ hợp, ứng dụng trên E. coli  Thúc đẩy sự ra đời của công nghệ di truyền Giai đoạn SHPT hiện đại Giai đoạn SHPT hiện đại  1985, R.K. Saiki và K. B. Mullis tìm ra kỹ thuật PCR  ứng dụng trong chẩn đoán, biến đổi di truyền, xác định phả hệ, Giai đoạn SHPT hiện đại Giai đoạn SHPT hiện đại Ứng dụng SHPT trong giai đoạn hiện nay:  Nghiên cứu cơ bản về cấu trúc và chức năng của từng gen  Sản xuất protein hữu ích bằng phương pháp mới Giai đoạn SHPT hiện đại Giai đoạn SHPT hiện đại Ứng dụng SHPT trong giai đoạn hiện nay:  Tạo ra các sinh vật biến đổi gen (GMO) Giai đoạn SHPT hiện đại Giai đoạn SHPT hiện đại Ứng dụng SHPT trong giai đoạn hiện nay:  Tạo ra các sinh vật biến đổi gen (GMO) Giai đoạn SHPT hiện đại Giai đoạn SHPT hiện đại Ứng dụng SHPT trong giai đoạn hiện nay:  Việc hoàn thành bản đồ gen người giúp điều trị ung thư, phát triển phôi, biệt hoá tế bào Giai đoạn SHPT hiện đại Sinh học phân tử là gì? 1 bộ phận của Sinh học, khoa học về sự sống:  Đối tượng: sự sống cấp độ phân tử  Tập trung vào các khía cạnh về cấu trúc  Sao chép và biểu hiện của gen  Tương tác và chức năng sinh lý của các sản phẩm của gen Sinh học phân tử là gì?  Mối quan hệ giữa SHPT với các khoa học khác Học thuyết trung tâm Central dogma: Thông tin di truyền một khi đã chuyển sang protein thì không thể lấy lại được Giai đoạn SHPT hiện đại Luân chuyển thông tin trong SV  Sinh vật có 3 loại phân tử mang thông tin trình tự: ADN, ARN, protein, do đó có thể có các cách chuyển thông tin:  Giữa các phân tử ADN thông qua sự sao chép  Từ ADN đến ARN thông qua sự phiên mã  Từ acid nucleic đến protein nhờ sự dịch mã  Giữa ARN đến ARN trong quá trình sinh sản của các ARN virus hay quá trình xử lý cắt nối của ARN  Từ ARN đến ADN trong quá trình phiên mã ngược của retrovirus Luân chuyển thông tin trong SV Các phương pháp nghiên cứu  Tạo dòng biểu hiện: để nghiên cứu chức năng protein và quá trình biểu hiện gen, sự điều hòa hoạt động gen  PCR: cho phép khuếch đại một đoạn gen đặc hiệu để thu được nhiều bản sao phục vụ nghiên cứu. Đưa các thay đổi, đột biến vào ADN để nghiên cứu  Điện di gel: Đây là một công cụ phân tích chính trong sinh học phân tử.  Lai vết Southern và Northern: phát hiện sự hiện diện của một trình tự acid nucleic đặc hiệu trong mẫu, là công cụ nghiên cứu sự biểu hiện gen. Các phương pháp SHPT Điện di gel Các phương pháp nghiên cứu  Lai vết Western và hóa miễn dịch: phân tích và phát hiện protein. Nhờ đó có thể nghiên cứu sự hiện diện của protein trong tế bào và liên hệ với sự biểu hiện của gen tương ứng  Kỹ thuật array: cho phép đặt rất nhiều mẫu dò acid nucleic vào các chấm nhỏ trên chíp. Dùng để nghiên cứu sự biểu hiện gen, phát hiện các biến động về trình tự acid nucleic trong tế bào cần nghiên cứu. Array cũng có thể được thiết kế sử dụng kháng thể để nghiên cứu sự biến động của protein (protein array) Các phương pháp SHPT