Cong Nghe Di Truyen I

ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN I (Genetics Engineering I) 1. Thông tin chung về môn học - Tên môn học: Công nghệ di truyền I - Mã môn học: 211113 - Số tín chỉ: 03 - Môn học: Bắt buộc - Các môn học tiên quyết: Sinh học phân tử, Sinh hóa, Di truyền số lượng - Giờ tín chỉ đối với các hoạt động: 60 tiết + Nghe giảng lý thuyết: 23 tiết + Bài tập: 7 tiết + Thực hành, thực tập: 30 tiết + Tự học: 75 tiết 2. Mục tiêu của môn học Môn học cung cấp cho sinh viên ngành Công nghệ Sinh học những kiến thức và phương pháp cơ bản sử dụng trong phân lập gene; các công cụ phân tử như các loại vector và enzyme, các phương pháp sàng lọc và phát hiện các gene được chuyển vào tế bào chủ. Sinh viên có khả năng chọn lựa và thiết lập các đơn vị tái tổ hợp, cũng như xây dựng được quy trình thí nghiệm về phân lập gene mong muốn. Nâng cao ý thức kỹ luật qua thực hành trong phòng thí nghiệm, và khả năng sáng tạo của sinh viên qua những bài tập nhỏ trong lớp. 3. Tóm tắt nội dung môn học Môn học cung cấp cho sinh viên các công cụ phân tử sử dụng trong phân lập một đoạn DNA hoặc một gene mong muốn trong genome, tạo lập các đơn vị DNA tái tổ hợp và các phương thức chuyển gene phân lập vào vật chủ mới. Sinh viên vận dụng các kiến thức về sinh học phân tử, sinh hóa học, và di truyền học để hiểu rõ các cơ chế hoạt động của gene trong in vitro và lựa chọn các phương pháp chọn lọc, đánh giá, kiểm tra sự hiện diện cũng như sự biểu hiện của gene đã phân lập trong các vi sinh vật, thực vật, và động vật đã dung nạp các gene ngoại lai. Sinh viên tham gia thực hành thao tác chuyển gene vào vi khuẩn và cách đánh giá chọn lọc vi khuẩn mang vector tái tổ hợp. 4. Nội dung chi tiết môn học: gồm 5 chương lý thuyết và 3 bài thực tập Phần A: Lý thuyết Chƣơng 1: Giới thiệu môn học 1.1. Định nghĩa về công nghệ di truyền và lịch sử phát triển + Thực trạng nghiên cứu và ứng dụng công nghệ di truyền vào đời sống + Vai trò kỹ thuật DNA tái tổ hợp trong ngành công nghệ sinh học 1.2. Tóm tắt các bước chính trong một nghiên cứu phân lập gen + Các thuật từ, ngữ sử dụng Anh-Việt + Các bước thực hiện chính trong nghiên cứu phân lập gene + Yêu cầu về hóa chất và dụng cụ cần thiết phải chuẩn bị Chƣơng 2: Công cụ phân tử dùng trong phân lập DNA (gene) 2.1. Enzyme + Các loại enzyme cắt DNA và ứng dụng Thiết lập phản ứng cắt DNA trong ống nghiệm Xây dựng sơ đồ vị trí cắt của các enzyme trên đoạn DNA + Gắn kết các đoạn DNA bằng enzyme Thiết lập phản ứng gắn kết các đoạn DNA trong ống nghiệm Phương pháp đánh giá kết quả + Sửa đổi cấu trúc và tổng hợp đoạn DNA bằng enzyme 36

Nuclease Polymerase Phosphatase Kinase Transferase 2.2. Vector + Đặc điểm của vector và vai trò trong công nghệ di truyền + Các loại vector sử dụng trong phân lập đoạn DNA + Các loại vector sử dụng trong biểu hiện đoạn DNA 2.3. Tế bào chủ (Host cell) + Loại tế bào chủ và đặc tính tương hợp với vector + Phương pháp chuẩn bị competent cell + Thiết lập phản ứng chuyển nạp DNA ngoại lai Chƣơng 3: Xây dựng quy trình phân lập gene hay đoạn DNA 3.1. Một số định hướng kỹ thuật thường được sử dụng + Dựa vào mRNA tổng hợp cDNA + Dựa vào DNA tạo dựng library + Dựa vào PCR phân lập một phần gene + Dựa vào vị trí gene được định vị hóa + Dựa vào bioinformatics và cơ sở dữ liệu 3.2. Phương pháp tạo lập một library + Tính toán lựa chọn vật liệu và công cụ + Xây dụng quy trình tạo lập library + Tồn trữ và khai thác cho nghiên cứu phân lập Chƣơng 4: Sàng lọc, chọn lọc, và phân tích các DNA tái tổ hợp 5.1. Phương pháp sàng lọc và chọn lọc + Sử dụng phản ứng hóa học, gây bất hoạt DNA chức năng, đột biến chủ đích. + Sàng lọc bằng phương pháp lai phân tử + Sử dụng PCR + Thông qua sự biểu hiện gene 5.2. Phân tích các DNA hoặc gene đã phân lập + Phân tích cấu trúc Dựa vào so sánh trình tự Tìm những vùng gene quan trọng + Phân tích chức năng Dựa vào sản phẩm biểu hiện của gene trong in vitro Dựa vào sản phẩm biểu hiện của gene trong tế bào chủ Chƣơng 5: Giới thiệu các phƣơng pháp chuyển gen 5.3. Chuyển gen vào vi khuẩn 5.4. Chuyển gen vào thực vật 5.5. Chuyển gen vào động vật Phần B: Thực hành Bài 1: Plân lập và kiểm tra DNA plasmid từ vi khuẩn E. coli + Ly trích DNA plasmid từ vi khuẩn + Xử lý plasmid và xác định plasmid + Thực hiện phản ứng cắt plasmid Bài 2: Tạo DNA tái tổ hợp, competent cell, và phản ứng chuyển nạp + Chuẩn bị competent cell + Chuẩn bị mẫu DNA + Thực hiện phản ứng gắn kết với plasmid + Thực hiện phản ứng chuyển nạp

37

Bài 3: Chọn lọc và đánh giá kết quả chuyển plasmid tái tổ hợp vào vi khuẩn E.coli + Chọn lọc khuẩn lạc chứa plasmid tái tổ hợp, khác biệt về màu sắc khuẩn lạc + Đánh giá kết qua: so sánh kích thước, PCR với primer chọn lọc + Sinh viên làm bài thu hoạch 5. Học liệu 5.1. Học liệu bắt buộc 1. Desmond S.T. Nicholl. 2008. An introduction to genetic engineering, Cambridge University Press. 2. Brown T.A. 1995. Gene cloning an introduction, Chapman and Hall. 5.2. Học liệu tham khảo Sambrook. 1989. Molecular cloning: A laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press 6. Chính sách đối với môn học và các yêu cầu khác của giảng viên Sinh viên tham gia tối thiểu 80% số giờ lên lớp, tham gia đầy đủ buổi thực hành, sinh viên dịch thuật ít nhất 2 tài liệu khoa học (bài báo, chương mục của sách) do giáo viên cung cấp. 7. Phƣơng pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập môn học Nội dung đánh giá: kiểm tra trên lớp (20%), phần thực hành (20%), kiểm tra - đánh giá cuối kì (60%).

38