Giải Dừng lại và suy ngẫm trang 22 Chuyên đề Sinh học 12

Lời giải

## Sơ đồ phác thảo ba bước của quy trình công nghệ gene cơ bản

```
Gene HGH (ADN người) Plasmid (vector) của vi khuẩn
│ │
│ cắt bằng cùng một enzyme giới hạn │
▼ ▼
┌──────────┐ enzyme nối (ligase) ┌──────────┐
│ gene HGH │ ───────────────────────────│ plasmid │
└──────────┘ └──────────┘
└──────────────┬────────────────────────┘
▼
① ADN TÁI TỔ HỢP (plasmid mang gene HGH)
│ biến nạp
▼
② ĐƯA ADN TÁI TỔ HỢP VÀO TẾ BÀO E. coli
│ nuôi cấy, chọn lọc
▼
③ CHỌN LỌC DÒNG TẾ BÀO MANG GENE & BIỂU HIỆN GENE
│
▼
Vi khuẩn tổng hợp protein HGH
```

### a) Bước 1 — Tạo ADN tái tổ hợp
- Tách gene HGH (gene quy định hormone sinh trưởng) từ hệ gene của người và tách vector (thường là plasmid của vi khuẩn).
- Dùng cùng một loại enzyme giới hạn (restrictase) để cắt cả gene HGH và plasmid, tạo ra các đầu dính (đầu so le) bổ sung cho nhau.
- Dùng enzyme nối (ligase) gắn gene HGH vào plasmid, tạo thành phân tử ADN tái tổ hợp (plasmid mang gene HGH).

###

b) Bước 2 — Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận
- Chuyển (biến nạp) phân tử ADN tái tổ hợp vào tế bào vi khuẩn E. coli (ví dụ xử lí tế bào bằng CaCl₂ hoặc dùng xung điện để màng tế bào dễ cho plasmid đi qua).

###

c) Bước 3 — Chọn lọc dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp và cho gene biểu hiện
- Nuôi cấy vi khuẩn trên môi trường chọn lọc (nhờ gene đánh dấu/gene kháng kháng sinh trên plasmid) để nhận biết và tách riêng dòng tế bào đã nhận được ADN tái tổ hợp.
- Vi khuẩn sinh sản rất nhanh → gene HGH được nhân dòng cùng plasmid và biểu hiện thành protein, tạo ra lượng lớn hormone sinh trưởng HGH để thu hồi, tinh sạch.

## Mục đích chuyển gene HGH của người vào tế bào vi khuẩn
Lợi dụng khả năng sinh sản nhanh, nuôi cấy dễ và rẻ của E. coli để biến vi khuẩn thành "nhà máy sinh học" sản xuất hormone sinh trưởng HGH của người với số lượng lớn, nhanh và giá thành thấp, phục vụ chữa bệnh (điều trị bệnh lùn do thiếu hormone sinh trưởng ở trẻ em), thay cho cách chiết tách HGH từ tuyến yên vốn rất khan hiếm và kém an toàn.

Đáp số