<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

PGS. TS. Nguyễn Hoàng Lộc

Giáo trình

<b>Nhập mơn Cơng nghệ sinh học </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Địa chỉ: 01 Điện Biên Phủ, Huế - Điện thoại: 054.834486

<b>Chịu trách nhiệm xuất bản: </b>

Giám đốc: Nguyễn Xuân Khốt
Tổng biên tập: Hồng Hữu Hịa

<b>Người phản biện: </b>

PGS. TS. Lê Trần Bình

<b>Biên tập nội dung: </b>

PGS. Nguyễn Khải

<b>Biên tập kỹ thuật-mỹ thuật: </b>

Hồng Minh

<b>Trình bày bìa: </b>

Nguyễn Hồng Lộc

<b>Chế bản vi tính: </b>

Nguyễn Hồng Lộc

<b>NHẬP MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<i>Nhập môn Công nghệ sinh học </i> 5

<b>Phần I </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<b>Mở đầu </b>

<b>I. Định nghĩa công nghệ sinh học </b>

<i>1. Định nghĩa tổng quát </i>

Có nhiều định nghĩa và cách diễn đạt khác nhau về công nghệ sinh
học tùy theo từng tác giả, nhưng tất cả đều thống nhất về khái niệm cơ bản
sau đây:

Cơng nghệ sinh học là q trình sản xuất các sản phẩm trên quy mô
công nghiệp, trong đó nhân tố tham gia trực tiếp và quyết định là các tế bào
sống (vi sinh vật, thực vật, động vật). Mỗi tế bào sống của cơ thể sinh vật
hoạt động trong lĩnh vực sản xuất này được xem như một lò phản ứng nhỏ.

Đầu những năm 1980, đã bắt đầu hình thành cơng nghệ sinh học hiện
đại là lĩnh vực công nghiệp sử dụng hoạt động sinh học của các tế bào đã
được biến đổi di truyền. Công nghệ sinh học hiện đại ra đời cùng với sự
xuất hiện kỹ thuật gen. Cơ sở sinh học được áp dụng ở đây bao gồm sinh
học phân tử, sinh học tế bào, hóa sinh học, di truyền học, vi sinh vật học,
miễn dịch học, cùng các nguyên lý kỹ thuật máy tính...

Có hai cách định nghĩa công nghệ sinh học một cách tổng quát nhất:
- Do UNESCO (1985) định nghĩa: Công nghệ sinh học là công nghệ
sử dụng một bộ phận hay tế bào riêng rẽ của cơ thể sinh vật vào việc khai
thác sản phẩm của chúng.

- Do Trường Luật Stanford (1995) định nghĩa: Công nghệ sinh học là
công nghệ chuyển một hay nhiều gen vào sinh vật chủ nhằm mục đích khai
thác sản phẩm và chức năng của gen đó.

Sự khác biệt rõ rệt nhất của hai định nghĩa trên thuộc về đối tượng tác
động của công nghệ sinh học: UNESCO xem cơ quan, bộ phận, tế bào và
chức năng riêng rẽ của sinh vật là đối tượng, trong khi đó Trường Luật
Stanford lại coi gen là đối tượng tác động của công nghệ.

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<i>Nhập môn Công nghệ sinh học </i> 7
1.1. Công nghệ sinh học truyền thống (traditional biotechnology)

<i>Bao gồm</i>:

+ Thực phẩm lên men truyền thống (food of traditional fermentations)
+ Công nghệ lên men vi sinh vật (microbial fermentation technology)
+ Sản xuất phân bón và thuốc trừ sâu vi sinh vật (production of
microbial fertilizer and pesticide)

+ Sản xuất sinh khối giàu protein (protein-rich biomass production)
+ Nhân giống vô tính bằng ni cấy mơ và tế bào thực vật (plant
micropropagation)

+ Thụ tinh nhân tạo (<i>in vitro</i> fertilization)

1.2. Công nghệ sinh học hiện đại (modern biotechnology)

<i>Bao gồm</i>:

+ Nghiên cứu genome (genomics)
+ Nghiên cứu proteome (proteomics)

+ Thực vật và động vật chuyển gen (transgenic animal and plant)
+ Động vật nhân bản (animal cloning)

+ Chip DNA (DNA chip)

+ Liệu pháp tế bào và gen (gene and cell therapy)
+ Protein biệt dược (therapeutic protein)

+ Tin sinh học (bioinformatics)

+ Công nghệ sinh học nano (nanobiotechnology)
+ Hoạt chất sinh học (bioactive compounds)

<i>2. Nội dung khoa học của công nghệ sinh học </i>

Công nghệ sinh học cũng có thể được phân loại theo các kiểu khác
nhau. Xét về góc độ các tác nhân sinh học tham gia vào q trình cơng nghệ
sinh học, có thể chia thành các nhóm sau:

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

phage λ .

<b>Vị trí liên kết kháng nguyên đơn nhất (unique antigen combining </b>
<b>site). </b>Vị trí liên kết với kháng thể nằm trên một phân tử kháng nguyên.

<b>Vòng cặp tóc (hairpin loop).</b> Vùng chuỗi đơn bổ sung tạo nếp gấp
chứa các cặp base tạo thành xoắn kép,

.

<b>Vùng cùng hướng (downtream region).</b> Đề cập đến vị trí của một
đoạn trình tự nào đó nằm ở phía đầu 3’ của gen hoặc một đoạn gen quan
tâm.

<b>Vùng đa nối (polylinker </b>hay<b> polycloning site).</b> Một trình tự DNA
mạch kép được tổng hợp nhân tạo có mang một loạt các vị trí nhận biết của
các enzyme hạn chế. Trình tự này được gắn vào các vector dùng trong kỹ
thuật tạo dòng gen (như vùng tạo dòng).

<b>Vùng liên kết ribosome (ribosome binding site, RBS). </b>

(xem
trình tự Shine-Dalgarno).

<b>Vùng ngược hướng (upstream region).</b>Vị trí của một trình tự
nucleotide nào đó nằm ở phía đầu 5’ của phân tử DNA so với gen quan tâm.

<b>Vùng tạo dòng (multiple cloning sites, MCS).</b>

t số enzyme cắt hạn chế
thông dụng, được thiết kế để chèn đoạn DNA ngoại lai vào đây.

<b>Western blot.</b> Kỹ thuật chuyển protein tổng số đã được phân tách
bằng điện di SDS trên polyacrylamide gel lên màng nylon hoặc

nitrocellulose để lai với kháng thể thứ nhất đặc hiệu và sau đó là kháng thể
thứ hai có đánh dấu enzyme nhằm phát hiện protein kháng nguyên tương
ứng của nó.

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

<i>Nhập môn Công nghệ sinh học </i> 355

ô nhiễm như các dioxin, các polychlorinated biphenyl..., và các ảnh hưởng
của chúng lên khu hệ sinh vật (biota).

<b>X-gal (5-bromo-4-chloro-3indolyl- -D-galactopyranoside).</b> Cơ chất
sinh màu với -galactosidase cho ra sản phẩm có màu xanh lam.

<b>YAC (Yeast artificial chromosome).</b> Nhiễm sắc thể nhân tạo của
nấm men, được dùng làm vector để tạo dòng những đoạn DNA có kích
thước rất lớn trong nấm men.

<b>Yếu tố tác động </b><i><b>cis </b></i><b>(</b><i><b>cis</b></i><b>-acting element).</b> Đoạn trình tự DNA chỉ biểu
hiện hiệu quả trên chính phân tử DNA mà nó tác động. Ví dụ: hộp CAAT là
một phần tử tác động <i>cis</i> đối với quá trình phiên mã ở các sinh vật
eukaryote.

<b>Yếu tố tác động </b><i><b>trans </b></i><b>(</b><i><b>trans</b></i><b>-acting element). </b>Yếu tố di truyền có thể
biểu hiện hiệu quả mà không cần nằm trên cùng một phân tử với đoạn trình
tự đích. Thường yếu tố đó mã hóa cho một sản phẩm protein (có thể là một
enzyme hay một protein điều hòa) và sản phẩm này có thể khuếch tán đến
điểm tác động.

<b>Tài liệu tham khảo/đọc thêm </b>

<b>1. Ban Từ điển-NXB Khoa học và Kỹ thuật.</b> 2002. Từ điển Bách khoa

Sinh học. <i>NXB Khoa học và Kỹ thuật</i>, Hà Nội.

<b>2. Bains W</b>. 2003. Biotechnology from A to Z. <i>Oxford University Press Inc</i>.
New York, USA.

<b>3. Lawrence E.</b> 1995. Henderson’s Dictionary of Biological Terms. 7th ed.
<i>Longman Group Ltd</i>. Singapore.

<b>4. Ratledge C and Kristiansen B</b>. 2002. Basic Biotechnology. <i>Cambridge </i>
<i>University Press</i>, UK.<b> </b>

<b>5. Singleton P and Sainsbury D. </b>2001. Dictionary of Microbiology and

Molecular Biology. 3rd ed. <i>John Wiley & Sons, Ltd</i>. UK.

<b>6. Walker JM and Rapley R</b>. 2002. Molecular Biology and Biotechnology.

</div>

<!--links-->