Trả lời nhanh
Kĩ thuật chuyển gen gồm 3 bước theo trình tự: (1) Tạo ADN tái tổ hợp (gắn gen cần chuyển vào thể truyền); (2) Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận; (3) Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp. Phải có ADN tái tổ hợp trước, đưa vào tế bào rồi mới chọn lọc được dòng tế bào mang gen.
Đề bài thường cho ba ý bị xáo trộn: “phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp”, “tạo ADN tái tổ hợp”, “đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận”, rồi yêu cầu sắp xếp. Nếu đánh số theo thứ tự đề cho là 1 – 2 – 3 thì trình tự đúng là 2 → 3 → 1. Bạn nên nhớ nội dung từng bước để không phụ thuộc vào cách đánh số.
Kĩ thuật chuyển gen là gì?
Kĩ thuật chuyển gen (còn gọi là kĩ thuật ADN tái tổ hợp) là quy trình chuyển một gen từ tế bào của loài này sang tế bào của loài khác. Tế bào nhận sẽ tổng hợp được sản phẩm của gen đó. Đây là cơ sở để tạo ra sinh vật biến đổi gen.
Ba bước tiến hành và nội dung từng bước
| Bước | Tên bước | Nội dung chính |
|---|---|---|
| 1 | Tạo ADN tái tổ hợp | Tách gen cần chuyển và thể truyền (thường là plasmid hoặc virus). Dùng enzim cắt giới hạn (restrictaza) cắt cả hai, rồi dùng enzim nối (ligaza) gắn gen vào thể truyền. |
| 2 | Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận | Dùng muối CaCl2 hoặc xung điện làm giãn màng tế bào (biến nạp). Có thể dùng virus để đưa ADN vào tế bào. |
| 3 | Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp | Dùng gen đánh dấu (gen kháng kháng sinh, gen phát sáng) để nhận ra và nuôi riêng những tế bào đã nhận ADN tái tổ hợp. |
Bước 1: Tạo ADN tái tổ hợp
- Cắt gen và thể truyền bằng cùng một loại enzim cắt giới hạn để hai đầu có đoạn “đầu dính” bổ sung với nhau.
- Enzim ligaza nối các đầu dính, tạo phân tử ADN lai gồm thể truyền và gen cần chuyển.
Bước 2: Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận
Tế bào nhận hay dùng là vi khuẩn E. coli vì sinh sản rất nhanh. ADN tái tổ hợp vào được tế bào nhờ xử lí bằng CaCl2 hoặc xung điện. Sau đó nó nhân lên cùng tế bào nhận.
Bước 3: Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
Không phải tế bào nào cũng nhận được ADN tái tổ hợp. Người ta thêm gen đánh dấu vào thể truyền. Ví dụ, thể truyền mang gen kháng kháng sinh thì chỉ tế bào đã nhận thể truyền mới sống được trên môi trường có kháng sinh đó. Nhờ vậy ta chọn ra dòng tế bào cần thiết.
Vì sao phải theo đúng thứ tự này?
- Bước 1 phải đứng đầu: chưa có ADN tái tổ hợp thì không có gì để đưa vào tế bào.
- Bước 2 đứng giữa: ADN tái tổ hợp chỉ nhân lên và biểu hiện khi nằm trong tế bào nhận.
- Bước 3 đứng cuối: sau khi đưa ADN vào, hỗn hợp có cả tế bào nhận được lẫn không nhận được ADN. Lúc đó mới cần chọn lọc, nên không thể phân lập trước khi biến nạp.
Ví dụ: sản xuất insulin người nhờ vi khuẩn
- Cắt gen mã hoá insulin của người và plasmid của E. coli bằng cùng một loại restrictaza, nối lại bằng ligaza để được plasmid tái tổ hợp.
- Biến nạp plasmid tái tổ hợp vào vi khuẩn E. coli.
- Nuôi trên môi trường có kháng sinh, chọn các dòng vi khuẩn mang plasmid tái tổ hợp rồi nuôi số lượng lớn để thu insulin.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm “tạo ADN tái tổ hợp” với “tạo dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp”. Một bước là tạo phân tử ADN, bước kia là chọn tế bào.
- Cho rằng dùng hai enzim cắt khác loại cho gen và plasmid. Hai đầu cắt không bổ sung nên không nối được.
- Quên vai trò của ligaza: restrictaza chỉ cắt, còn nối là việc của ligaza.
Mẹo nhớ: “Tạo – Đưa – Chọn” (tạo ADN tái tổ hợp, đưa vào tế bào, chọn dòng tế bào).
Bài luyện tập
Câu 1. Enzim nào được dùng để nối gen cần chuyển với plasmid ở bước tạo ADN tái tổ hợp?
Đáp án: enzim ligaza. Enzim restrictaza chỉ có chức năng cắt.
Câu 2. Vì sao cần gen đánh dấu trong thể truyền?
Đáp án: để nhận biết và chọn ra các tế bào đã nhận ADN tái tổ hợp (ví dụ qua khả năng kháng kháng sinh).
Câu 3. Sắp xếp theo thứ tự đúng: (a) chọn dòng tế bào mang gen cần chuyển; (b) biến nạp vào E. coli; (c) nối gen vào plasmid.
Đáp án: c → b → a.
Câu hỏi thường gặp
Kĩ thuật chuyển gen gồm mấy bước?
Gồm 3 bước: tạo ADN tái tổ hợp, đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận, phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp.
Enzim nào tham gia tạo ADN tái tổ hợp?
Enzim cắt giới hạn (restrictaza) cắt gen và thể truyền, enzim nối ligaza nối chúng lại thành ADN tái tổ hợp.
Thể truyền thường dùng trong kĩ thuật chuyển gen là gì?
Thường là plasmid của vi khuẩn hoặc virus. Thể truyền có khả năng nhân lên trong tế bào nhận và mang gen đánh dấu.
Vì sao phải phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp?
Vì chỉ một số tế bào nhận được ADN tái tổ hợp. Cần chọn riêng các tế bào đó, nhờ gen đánh dấu, để nuôi cấy và thu sản phẩm của gen.