Đọc đoạn dữ kiện sau đây và trả lời câu hỏi:

PCR (Phản ứng chuỗi polymerase - Polymerase Chain Reaction) là một kỹ thuật nhanh chóng và hiệu quả được sử dụng để khuếch đại một đoạn DNA mục tiêu có kích thước nhỏ.

Nguyên tắc: Phản ứng khuếch đại được thực hiện dựa trên nguyên tắc khuếch đại một đoạn trình tự DNA đặc hiệu in vitro (trong ống nghiệm) nhờ sự xúc tác của enzyme DNA polymerase.

Các bước: Quá trình khuếch đại này thường bao gồm 3 bước lặp đi lặp lại: 1. Biến tính (Denaturation): Gia nhiệt mẫu lên khoảng 95°C để tách chuỗi DNA kép thành hai chuỗi đơn; 2. Bắt cặp (Annealing): Hạ nhiệt độ xuống khoảng 40°C - 70°C để các đoạn mồi (primer) gắn vào các vị trí đặc hiệu trên chuỗi DNA đơn; 3. Kéo dài (Extension/Elongation): Tăng nhiệt độ lên khoảng 72°C để enzyme DNA polymerase kéo dài chuỗi DNA mới từ các mồi, tạo ra các bản sao của đoạn DNA mục tiêu.

Ứng dụng trong chẩn đoán y học: Chẩn đoán các bệnh truyền nhiễm trên người (ví dụ: HIV, viêm gan, COVID-19); Chẩn đoán các bệnh di truyền (ví dụ: bệnh xơ nang, hội chứng Down); Sửa đổi các đoạn DNA (trong nghiên cứu và điều trị gen).

Ứng dụng ngoài lĩnh vực y học: Phương pháp PCR còn được áp dụng rộng rãi trong việc sản xuất các bộ kit chẩn đoán mầm bệnh trong nhiều lĩnh vực khác, bao gồm: Xác định bệnh trên người; Thú y (ví dụ: chẩn đoán bệnh ở vật nuôi); Thủy sản (ví dụ: phát hiện mầm bệnh trong tôm, cá); Vi sinh thực phẩm (ví dụ: kiểm tra an toàn thực phẩm); Định danh (xác định loài, chủng vi sinh vật).

(Kỹ thuật PCR và ứng dụng trong chẩn đoán sinh học phân tử, The Next Generation of Biotech Solution)

Theo lí thuyết, mục đích chính của phương pháp PCR là gì?

Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, một loại hormone thực vật – brassinolide – có thể thúc đẩy quá trình phân hủy và chuyển hóa thuốc trừ sâu trong cây. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, sau khi xử lý bằng brassinolide, biểu hiện của nhiều gene tham gia vào quá trình phân hủy thuốc trừ sâu (như P450) và hoạt tính enzyme đều được cải thiện. Dưới sự điều hòa của các gene này, các enzyme protease được tổng hợp có khả năng chuyển đổi dần thuốc trừ sâu thành các chất hòa tan trong nước hoặc các chất có độc tính thấp, thậm chí không độc, và một số được bài tiết trực tiếp ra ngoài. Một nhóm nghiên cứu cụ thể đã tiến hành các thao tác thí nghiệm như Hình 7.

Hình 7

Phát biểu nào sau đây đúng về thí nghiệm này?

Trong kỹ thuật sinh học phân tử, enzyme cắt giới hạn (restriction enzymes) như HindIII được sử dụng để nhận diện và cắt DNA tại những trình tự đặc hiệu (Hình 3). HindIII có thể nhận diện trình tự nucleotide đối xứng và cắt giữa hai nucleotide trên cả 2 mạch DNA tạo ra đầu so le. Điều này rất quan trọng trong công nghệ DNA tái tổ hợp vì các đoạn DNA có đầu so le có thể dễ dàng được gắn lại với nhau bằng DNA ligase, tạo ra các phân tử DNA tái tổ hợp.

Hình 3

Trình tự nhận diện đặc hiệu của HindIII trong DNA là gì?

Hình 7 mô tả quy trình tạo động vật biến đổi gene, hãy cho biết con cừu số bao nhiêu trong tế bào của cơ thể nó có chứa gene ngoại lai?

Các nhà khoa học có thể tạo ra DNA tái tổ hợp bằng cách kết hợp một gene có lợi từ tế bào người với plasmid của vi khuẩn. Kỹ thuật này được ứng dụng trong sản xuất insulin, hormone tăng trưởng, vaccine. Hình 4 mô tả các bước cơ bản trong quy trình tạo plasmid tái tổ hợp mang gene người bằng kỹ thuật di truyền. Cho các bước sau:

1. Sử dụng enzyme ligase để nối gene người vào plasmid đã cắt.

2. Chuyển DNA tái tổ hợp vào tế bào vi khuẩn.

3. Tách plasmid ra khỏi tế bào vi khuẩn.

4. Cắt gene người và plasmid bằng enzyme giới hạn.

5. Tách DNA chứa gene mong muốn từ tế bào người.

Trình tự đúng của các bước tạo plasmid tái tổ hợp là:

Để tạo giống lúa vàng (golden rice) giàu Beta-caroten góp phần cải thiện tình trạng thiếu vitamin A ở trẻ em, người ta cần chuyển gene X từ một loài thực vật vào cây lúa. Quy trình này sử dụng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens làm tế bào nhận trung gian để chuyển gene. Một trong những công đoạn rất quan trọng của quy trình này được biểu diễn trong hình dưới đây:

Phát biểu nào sau đây đúng về các bước trong giai đoạn trên?

Để tạo giống lúa vàng (golden rice) giàu b- carotene góp phần cải thiện tình trạng thiếu vitamin A ở trẻ em, người ta cần chuyển gene X từ một loài thực vật vào cây lúa. Quy trình này sử dụng vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens làm tế bào nhận để chuyển gene. Một trong những công đoạn rất quan trọng của quy trình này được biểu diễn trong Hình 2. Các chữ số 1, 2, 3, 4 là các vật chất di truyền; Y, T là các giai đoạn của quy trình chuyển gene.

Hình 2.

Nhận định nào sau đây đúng khi đề cập đến quy trình trên?