Công nghệ DNA tái tổ hợp

Chắc hẳn bạn đã từng nghe ở đâu thuật ngữ sinh vật biến đổi gen (Genetically Modified Organism- GMO), hoặc các sinh vật có khả năng tạo ra hoocmon Insulin điều trị bệnh tiểu đường ở người; hay những giống ngô, đậu tương có năng suất, chất lượng vượt trội chưa.

Bạn có bao giờ thắc mắc các nhà khoa học đã ra những sinh vật đặc biệt như này bằng cách nào?

Câu trả lời là Công nghệ DNA tái tổ hợp.

Công nghệ DNA tái tổ hợp là gì?

Công nghệ DNA tái tổ hợp là công nghệ tạo ra các phân tử DNA từ 2 hay nhiều nguồn DNA khác nhau, các phân tử DNA được tạo ra mang các đặc tính của các phân tử DNA cấu thành.

Với Công nghệ DNA tái tổ hợp, các nhà khoa học không những có thể nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc và các cơ chế hoạt động của các gen và bộ gen; mà còn trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp của xã hội, góp phần giải quyết những vấn đề thực tiễn đặt ra trong y dược học, nông nghiệp và môi trường.

Nguyên liệu cho Công nghệ DNA tái tổ hợp

Gen đích (Gen cần chuyển)

Tách chiết bộ DNA của sinh vật chưa gen cần chuyển:

Có nhiều cách để tách chiết DNA

• Sử dụng các loại hóa chất: Phenol-chloroform, CTAB, Trizol, ….
• Sử dụng các bộ kit tách chiết đã thương mại hóa trên thị trường của các công ty như ABT, Qiagen, Thermo, ….

Khuếch đại các đoạn gen mong muốn bằng kỹ thuật PCR: Sử dụng các cặp mồi đặc hiệu để nhân nhanh số lượng các đoạn phân tử DNA chứa gen đích qua các chu kì nhiệt.

Sau quá trình này ta sẽ có 1 lượng lớn các phân tử DNA chứa các đoạn gen đích ta mong muốn để chuẩn bị có các bước phía sau.

Các Enzyme:

Có 2 loại enzyme chính trong công nghệ DNA tái tổ hợp

• Enzyme cắt (restriction enzyme, RE): Có vai trò cắt chính xác các đoạn gen đích bằng các trình tự đặc hiệu trên đoạn DNA, đồng thời cắt mở vòng các vector chuyển gen.
• Enzyme nối (DNA ligase): Có vai trò nối các đoạn DNA lại với nhau.

Thể truyền (Vector chuyển gen)

Thể chuyền có bản chất là các phân tử DNA mang các đặc điểm sau:

• Có khả năng tự nhân lên độc lập với tế bào chủ
• Có khả năng gắn các phân tử DNA ngoại lại mà không làm mất đi khả năng tự nhân lên
• Có các trình tự nhận biết của enzyme cắt
• Có chứa các đoạn gen đánh dấu giúp nhận biết trong quá trình biểu hiện gen.

Thể truyền thường có 2 loại chính:

• Plasmid: Là các DNA vòng kép nằm trong tế bào chất của vi khuẩn
• Phage: Là virus của các vi khuẩn, có khả năng chuyển các đoạn gen lớn

Các thao tác của Công nghệ DNA tái tổ hợp

• Thu nhận DNA chứa gen đích từ tế bào chủ
• Cắt lấy gen cần chuyển và thể truyền bằng cùng 1 loại enzyme cắt
• Gắn gen cần chuyển vào thể truyền bằng enzyme nối
• Chuyển các DNA tái tổ hợp vào tế bào nhận và tạo điều kiện giúp nó biểu hiện

Một số ứng dụng của Công nghệ DNA tái tổ hợp

Tạo ra các giống Vi sinh vật mang gen sinh vật khác

• coli mang gen sản xuất Insulin ở người (Điều trị tiểu đường)
• coli mang gen sản xuât Somatostatin (Hoocmon điều hòa các hoocmon khác ở người)
• Tạo chủng vi sinh vật lành tính có mang 1 số gen gây bệnh, phục vụ nghiên cứu, sản xuất vắc-xin
• Các chủng vi sinh vật có khả năng làm sạch môi trường như xử lý dầu tràn

Tạo ra các giống cây trồng biến đổi gen

• Giống cà chua được bất hoạt gen sản xuất Ethylen giúp tăng thời gian bảo quản
• Các giống cây trồng có khả năng kháng bệnh
• Giống lúa có gen sản xuất β-caroten
• …..

Tạo ra các động vật chuyển gen phục vụ y học

• Cừu sản xuất protein huyết thanh
• Bò sản xuất r- protein người
• Các loài động vật chuyển gen giúp tăng năng suất thịt, trứng, sữa, …
• ….

Hiện nay vẫn còn nhiều tranh cãi về tính an toàn của của các sinh vật chuyển gen nhưng không thể phụ nhận những đóng góp to lớn củaCông nghệ DNA tái tổ hợp tới cuộc sống con người

Vì vậy đây vẫn là lĩnh vực đang ngày càng được mở rộng nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi vào nhiều lĩnh vực của đời sống.

Công ty TNHH Thiết bị ABT cung cấp tới các nhà khoa học bộ công cụ hữu hiệu cho kỹ thuật tạo DNA tái tổ hợp. Bên cạnh đó ABT còn phát triển các bộ kit định danh GMO phục vụ công tác kiểm nghiệm, quản lý các sản phẩm có nguồn gốc từ sinh vật biến đổi gen.