Giải sgk Sinh học 12 KNTT Bài 5: Công nghệ di truyền

Các nhà khoa học có thể chuyển được gene từ loài này sang loài khác nhờ công nghệ gen. Công nghệ gene là quy trình kĩ thuật thao tác trên phân tử DNA làm thay đổi kiểu gene, kiểu hình của sinh vật nhằm tạo ra các sản phẩm của gene sử dụng trong thực tiễn. Công nghệ gene gồm công nghệ DNA tái tổ hợp và công nghệ tạo sinh vật biến đổi gene.

- Công nghệ DNA tái tổ hợp là quy trình kĩ thuật tạo ra phân tử DNA từ hai nguồn khác nhau (thường từ hai loài) rồi chuyển vào tế bào nhận. 

- Nguyên lí tạo DNA tái tổ hợp là sử dụng các kĩ thuật di truyền tách chiết gene ra khỏi tế bào, kĩ thuật nhân bản gene, kĩ thuật cắt và ghép nối các đoạn DNA với nhau sao cho gene khi đưa vào tế bào nhận có thể tạo ra được sản phẩm có chức năng.

Một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp:

- Tạo các chủng vi khuẩn E.coli mang gene sản xuất protein tái tổ hợp: hormone sinh trưởng (GH) ở động vật có vú, somatostatin, insulin, kháng thể đơn dòng, enzyme, vaccine, interferon,…

- Bệnh suy giảm miễn dịch thể kết hợp trầm trọng (SCID) do đột biến gene mã hóa enzyme adenosine deaminase (ADA) được chữa khỏi bằng cách đưa gene lành vào cơ thể người bệnh nhờ công nghệ DNA tái tổ hợp.

- Tạo chủng nấm men sản xuất enzyme tái tổ hợp ứng dụng trong nhiều ngành sản xuất công nghiệp như ngành sản xuất ethanol từ vật liệu thực vật,…

- Tạo dòng nấm men mang gene (chứa điểm khởi đầu nhân đôi, trình tự DNA lặp lại,…) của người và nhiều loài sinh vật khác, phục vụ cho việc phân tích trình tự nucleotide, xác định vùng chức năng và nghiên cứu các cơ chế biểu hiện của gene này.

Khái niệm sinh vật biến đổi gene: Sinh vật biến đổi gene là sinh vật có hệ gene đã được biến đổi, chủ yếu là có thêm gene mới từ loài khác.

Một số thành tựu tạo sinh vật biến đổi gene:

- Tạo ra giống lúa có tên là "lúa vàng" có thêm gene tổng hợp nên tiền chất của vitamin A. Sử dụng loại gạo này giúp con người không bị thiếu hụt vitamin A.

- Tạo ra giống bông Bt chuyển gene có được gene lấy từ vi khuẩn tạo ra độc tố Bt chống lại sâu hại nên khi trồng cây không phải sử dụng thuốc trừ sâu hóa học.

- Tạo ra giống đậu tương được chuyển gen ZD91 có hàm lượng methionine cao.

- Một số cây trồng như khoai tây, cà chua được chuyển gene mã hóa protein kháng nguyên của virus, từ đó sản phẩm được sử dụng trực tiếp hoặc làm nguyên liệu sản xuất vaccine.

- Tạo ra cừu chuyển gene có gene quy định protein antithrombin của người để dùng làm thuốc chống đông máu sử dụng trong các ca phẫu thuật.

- Tạo ra cá hồi chuyển gene có thêm gene quy định hormone sinh trưởng có tốc độ sinh trưởng cao hơn nhiều so với cá hồi bình thường.

- Tạo giống bò chuyển gene mã hóa fibrinogen.

- Tạo giống chuột được chuyển gene mã hóa albumin huyết thanh của người.

- Tạo giống chuột được chuyển gene APP của người để nghiên cứu bệnh Alzheimer,…