Muc luc. .Lal GlOI THI~U XVII

LalNOIDAU XIX

Lal NOI DAU CHO LAN XUAT BAN THUNHAT XXI

- -' , ,- - -,I. NHl1NG VAN DE NEN TANG CUA CONG NGH~ SINH HQC PHAN TU

1 . cuqc CACHMJ;\NGGONGNGH~SINHHqC PHP.NTV

Gong ngh~ ADNtai tei hCJp 2SI! xuat hi~n cua cong ngh~ sinh hc,>cphan tiJ 5SI! thl1ong m~i hoa cong ngh~ sinh hc,>cphan tiJ 9Nhiing van de quan tam va h~u qua 11TOM TAT 13

TAl LI~U THAM KHAo 14

cAu HalON TAp 15

2

2. cAc H~ THONG SINH Hqc DUNG TRONG GONG NGH~ SINH HqC PHAN TV

Sinh v~t nhan so va sinh v~t nhan chua'n 16Escherichia coli 17

Saccharomyces cerevisiae 19

Cac can dl1ang tiel d sinh v~t nhan so va sinh v~t nhan chua'n 20

Te baa sinh v~t nhan chua'n trong moi trl1ong nuoi cay 24TOMTAT 24

TAlLI~UTHAMKHAo 25

cAu HalON TAp 25

3. TONG HQP ADN, ARN vA. PROTEIN 26

Cau truc cua ADN 27

Sac chep ADN 31

Giai mil thong tin di truyen: ARN va protein 33

D!ch mil 39

Dieu hoa phii'm mil ARNtt d vi khua'n 44

flieu.hoa phii'm mil ARNtt d sinh v~t nhan chua'nTOMTAT 50

TAl LI~UTHAMKHAo 52cAu HalON TAp 53

47

4. GONG NGH~ ADN TAl TO HQP 54

Endonucleaza gii1i h~n 56Cac vecto nhan dong plasmit 65

Veda nh~mdong plasmit pBR322 66Bien nap va chon lac 69Cae veda nhan dong plasmit khac

T~o va sang Ic,>cthl1vi~n 74

70

16

Vl1

Ti;1om<?tthuvi$ngen 74Sang IQebi3nglai ADN 77Sang IQebi3ngphep thlt mi~n d!eh 83Sang IQebi3nghoi;1ttfnh protein 84Nhan dong cae trinh tl! ADN ma h6a eho cae protein eua sinh v~t nhan ehu~nCae veeta df}nhan dong cae phan do<;tnADN Ian 91Cae veetd thve khu&nth~ Ie 91Cosmit 96

Cae h$ thongvectdvikhu&nco kha nang dung ni;1pcae

Bien n<;tpdi truyen eua cae sinh v~t nhan so 98Chuy~n ADNVaGE. coli 98Ti;1o16bi3ngdi$n 99Tiep h9P 100TOMTAT 101

TAl LI~U THAMKHAo 102

CAUHalON T~P 103

5. TONG HQP HOA HQC, GlAI TRINHTI/, vA NHANBQI ADN

T6ng h<;1ph6a hQe ADN 106Phuong phap phosphoramidit 106Slt dl,Jngcae oligonucleotit tong h9P 112Cae ky thu~t gild trinh tl! ADN 119Quy trlnh dideoxynueleotit d~ giai trinh tv ADN 120GiaitrinhtVADNtVd<?ng 124Slt dl;Jngthve khu&nth~ M13 lam vecto giai trinh tv ADNKeo dai bi3ngmoi 128PCR 129

Tong h9P gen bi3ngPCR 134Giai trlnh tv ehu ky 137TOMTAT 138

TAl LI~U THAMKHAo 139

CAUHal ONT~P 140

98

105

125

6. THAO TAc BIEU HII~NGEN d cAc SINHV~T NHANso 141

Bif}uhi~n gen tlt cae promoto m<;tnhva co thf}dieu ehlnhCae promoto co th~ dieu khi~n 143Tang tong h9P protein 147Cae h$ thong quy me Idn 148Bi~u hi$n trong cae vi sinh v$t khae 149Cae protein dung h<;1p 152Cat cae protein dung h9P 152Cae Ltngdl:Jngeua protein dung h9P 153Bi§u th! be m~t 157Xep li€mtiep cae gen theo mi?t huang 159Cae veeta bif}uhi~n d!eh ma 162Lam tang di? ben protein 165Gap eui?n protein 166

Kh~e phl;le Sl! gidi h<;tnoxy 169Slt dl;Jngcae chung ehu kheng cOproteaza 169Hemoglobin vi khu&n 170

142

85

Cai nh~p AD~ vao nhi~m sac thg chu 170Lo~ibo cae gen danh dau eh9n 19c 174Tang bai tiet 175Vikhu~n d~ng L 178Ganh n~ng trao d<5ichat 180TOMTAT 184

TAl LI~U THAMKHAO 185

CAUHOIONTAp 189

7. sAN XUATPROTEIN D!CHUNGTRONGcAc TEBAo NHANCHUAN 191

Cae h~ thong bigu hi~n trong Saccharomyces cerevisiae 195Cac veetcJS. cerevisiae 196

San xuat n(>ibim cae protein d! chung b S. cerevisiae 200Tiet cae protein d! chung bbi S. cerevisiae 202

Pichia pastoris va cae h~ thong bie'u hi$n nam men khac 203H$thong bigu hi~n baculovirut-te baa con trung 206H$ thongveetcJbi~uhi$nbaeulovirut 207nng san ILl(;Jngbaeulovirut tai to hc;!p 209Thiet ke m(>tveetcJcon thai baeulovirut E. coli-te baa can trung 212Glyeosyl h6a va XltIycae tien chat protein d(>ngv~t e6 vu trong cae te baa can trungCae h~ thong bie'u hi~n trong te bao d9ng v~t co vu 214Cae h$ thong danh dau eh9n 1geeho cae veetC1bi~u hi$n trong d(>ngv~t co vu 219TOMTAT 221

TAl LI~UTHAMKHAO 222CAUHOIONTAp 225

8. £)9T BIEN£)!NHHVONGvA KY THU~T PROTEIN 226

Cae quy trinh d9t bien d!nh huang 227£>(>tbien d!nh hLldngoligonucleotit vdi ADN M13 228£>(>tbien d!nh hLldngoligonucleotit vdi ADN plasmit 231Nhan b(>id(>tbien djnh hLldngoligonueleotit b1lngPCR 233£>(>tbien ngau nhiemvdi cae moi oligonucleotit suy bien 235£>(>tbien ngau nhien vdi cae nucleotit tLlcJngtl! 237PCR loi 240

Ghep to hc;!pcae do~n ADN 241Protein d(>tbien vdi cae axil amin khong blnh thLldng 242Cai bien protein 243Bo sung<:audisulfua 244Dung cae axil amin khae thay eho asparagin 247Giam so goe sulfhydryl tl! do 248nng ho~t tfnh enzym 249Thay doi cae yeu eau ve dong nhan to kim lo~i 251Giam Sl!nh~y eam vdi proteaza 253Thay doi tfnh d~e hi$u eua protein 254nng d(>hen va tfnh d~e hi$Ueua enzym 257Thay doi nhieu tfnh chat 258TOMTAT 260

TAl LI~UTHAMKHAO 261

CAUHOIONTAp 262

214

II. CONG NGH~ SINH HQC PHAN n) CUA cAc H~ THONG VI SINH V~T

9. cAc PH110NGPHAp CHANDOAN PHAN Tl1 266

Cae quy trinh eh~n dean mi~n dieh 268Phep tha hap phI,!mien dich lien ket enzym 268Khilngth~ desndong 270T~o va ch9n 19C te baa lai 271Xac d!nh dong te baa lai sinh khc'mgth~ d~c hi~u 272Cae h~ thong eh~n dean ADN 274Mau do lai 275

Ch~n dean b~nh sot ret 276Phat hi~n Trypanosoma cruz; 277Quy trinh lai khong ph6ng x~ 278DEmhi~u phan ta 280Xac d!nh dau van tay ADN 282Nhan b<;>ingau nhien cac do~mADNda hinh 284Th~ eam bien sinh h9C vi khu~n 286Ch~n dean phan tlt cae b~nh di truyen 287Sang19Cb~nhxCInang 288Thieu mau te baa hinh liem 288

Quy trinh PCR/OLA 289Mau do kh6a 291

Xac d!nh ki~u gen b~ng cac moi PCR danh dau huynh quangTOMTAT 294

TAl LI~U THAMKHAO 295

cAu Hal ONT~P 296

293

10.cAc CHATDIEUTR! 298

Cae dU'geph~m 301PhEInI$pADNbs CUBinterferon 301Cac interferon ngU'ai 302Hormon t~ng trlJdng CUBnglJai 303Yeu to alpha gay ho~i ta khoi u 304Toi whoa sl! bi~u hi~n gen 305Cac taGnhan trj b~nh dlJ<;Jcsan xuat va chuy~n giBe bdi vi khu~n dlJang ru<;>tCae enzym 307DNaza I 307

Aiginat Iyaza 308Phenylalanin ammonia Iyaza 311a,-Antitrypsin 311Khang th~ desn dong dung h1lmchat dieu trj b~nh 312Cau truc va chuG n~ng CUBkhang th~ 314Chongthai lo~i t~ngghep 315Dieu t~ u naG 315Khang th~ dClndong lien ket hoa h9c 316Khang th~ dClndong CUBnglJai 317Khang th~ dClndong lai CUBnglJaivachu(>t 319San xuat khang th~ d E. coli 322Cac thlJ vi~n t6 h<;JpCUBthl!C khu~n th~ 322

Ghep t6 h<;Jpcac trinh tl! CDR 326

306

265

Khangth§ ehuoidcJn 326Axit nucleic dung lam chat dieu tr!ARN doi nghia 330Oligonucleotit doi nghia 331Cae ribozym 334Cae phEIntCtkham ADN-ARN 336Cae ARN gay nhieu 339Cae gen khang th§ 339f>ieu tr! cae roi lo~n di truyen 340Li~u phap gen nguai 345Li~u philp kich ho~t lien chat thuocTOM TAT 352

TAl LIEU THAM KHAo 353

cAu HalON TAp 357

330

350

11. VACXIN 359

Vacxin ti~u don vi 362Virut heepet don hinh 363B~nh Id mom long m6ng 364Vaexin peptit 365Gay mien d!eh gen: vaexin ADN 368Vacxin giam dc?cIl!c 373Benh ta 373

Cae loai SalmonellaCae loai Leishmania

Virut heepet dOnhinhVacxin vecto 379

Vaexin dinh hvdng chong virut 379Vaexin d!nh hvdng chong vi khuan 384Vikhuandunglamhe thongehuy§ngiaokhimgnguyenTOMTAT 388TAl LIEUTHAMKHAo 389

cAu HalON TAp 392, " . ,

12. TONG H<;jP cAc SAN PHAM THLJdNG MAl BANG VI SINH V~T TAl TO H<;jP

Cac endonucleaza gioi h~n 394Cac phi'm til sinh hQc nho 398T6ng h<;Jpaxil L-aseorbie 399T6ng h<;Jpindigo bEingvi sinh v$t 402T6ng h<;Jpcae axil amin 405Loaibo cae lipit 409Cac khilng sinh 410Nhan dong cae gen sinh t6ng h<;Spkhang sinh 412T6ng hap cae khang sinh moi 414Cai bien cae khang sinh polyketit 416Cai lien qua trinh san xuat khang sinh 420Cae khang sinh peptjt 422Cac polyme sinh hQc 422Cai bien Xanthomonas campestris d§ san xuat gom xantan 423Phan lap gen sinh t6ng hap melanin 425

T6ng h<;Jppolyme sinh hoc keo dong vat d ~\ bao vi sinh vat 426

376377378

386

.J.

393

),

Tong hc;Jpcao su bi:1ngvi sinh v$t 428

San xuat cac polyhydroxyalkanoat bi:1ngvi sinh v$tTOMTAT 430

TAl LI~UTHAMKHAo 430

cAu HalON TA,p 433

13. SINH HOC CHONG 6 NHIEMVA SLrDl,JNGSINH KHOI

Phan huy vi sinh cae chat phi sinh hc;>c 436Cai bien gen cae con dltdng phan huy sinh hc;>c 441Bien doi bi:1ngchuygn plasmit 442Bien doi bi:1ngcach thay doi gen 443sl'r dl;lng tinh b{>tva cae lo~i dltdng 451San xuat thLfdngm<:'lifructoza va alcohol 452Cai lien san xuat alcohol 454Cai lien san xuat fructoza 457

Zymomonas mobilis 460Len men silo 464

sl'r dl;lng xenluloza 465

Thanh phan cua lignoxenluloza 466Phan I$p cac gen xenlulaza cua sinh vat nhan sd 468

Phan I$p cac gen xenlulaza sinh v$t nhan chuan 472Cai bien cac gen xenlulaza 473TOMTAT 475

TAl LI~UTHAMKHAo 476cAu HalON TAp 479

428

435

14. cAc VI KHUANTHUC DAY SINHTRUONG THl,J'CVAT 480

Co djnh nitd 482Nitrogenaza 484Cac thanh phan cua nitrogenaza 484Cai bien gen cua chum gen nitrogenaza 485Cac thg d(Jtbien glycogen synthaza 491Cai bien muc oxy 492Hydrogenaza 493Chuygn hoa hydro 493Cai bien gen cac gen hydrogenaza 495T~o not san 496

Slj c<:'lnhtranh giCtacac sinhv$tt<:'l°notsan 496Cai bien gen cac gen t<:'l°not san 497Thuc dfly sinh trltdng biing vi khufln song tlf do 502Giam stress cho cay 505Chong " nhi~m biing thlfc v~t 507Ki~m soat sinh hc;>ccae tac nhan gay b~nh 509Chat mang sat 510Cac khangsinh 512Cac enzym 515Cac proteintaDnhanbangva cac proteinchongd6ngbangEthylen 518SljdinhCLfdre 519TOMTAT 519

TAlLI~UTHAMKHAo 520

517

CAUH610N TAp 523

15. THUOC TRlJ sAu VI SINH 525

£>i?eto' tru sau eua B. thuringiensis 526Cd che ho?t d(mg va each sa dyng 526PMn I$p gen d(>c to 531Cai bien cac gen d(>cto cua B. thuringiensis 532

Ngan ch~n sy' phat tri~n tfnh khang thuoc 542Cai bien gen d~ car thii~msy' ki~m scat sinh h9C 544Dung baeulovirut lam tae nhan kiim soat sinh h<;leCd che ho?t d(>ng 545

Cai bien gen d~ cai thi~n sy' ki~m scat sinh h9c 547TOMTAT 549

TAl LI~UTHAMKHAo 550CAUH610N TAp 553

16. SAN XUAT PROTEIN QUY Me LON TlJVI SINH V~TTAI T() HQP

Cae nguyen t~e nuoi vi sinh v~t 556Len men thee me 557

Len men thee me co bo sung 559Len men lien tyc 560

Tang tai da hi~u qua cua qua trinh len men 561

Nu6i cay te baa m$t d(>cao 564

L6 phan li'ng sinh h<;le 565

Cae h~ thang len men quy mo Ion diin hinh 569

Len men hai giai do?n trang cac 16phan Ctngkhf nEmnoi tiep nhau

Len men hai giai do?n trong 16phan ung be khuay don 572

Len men thee me so vdi len men thee me co bo sung 573Thu ho~eh cae te baa vi sinh v~t 576

Pha va cae te baa vi sinh v~t 578

Che bien silO ph§m sau len men 580

Hoa tan pratein 582

San xuat quy mo Ion ADN plasmit 582TOMTAT 583

TAl LI~UTHAMKHAo 584

CAUH610N TAp 586

545

III. cAc H~ THONG NHAN CHUAN 587

17. cAI BIEN GEN THI/C V~T: PHUONG PHAp LU~N 588

Bien n~p thlfe v~t voi plasmit Ti eua Agrobaeterium tumefaeiensCae h~ veeto co nguon gae tu plasmit Ti 593

Cae phuong phap v~t Iy ehuyin gen vao thlfe v~t 597B~n vi d~n 599

sl't dl}ng gen chi th! d cae te baa thlfe v~t bien n~p 601£>ieukhiin slf biiu hi~n gen d thlfe v~t 603PMn I$pva sa dyng cac promotekhacnhau 604Cacthay ooi co chu archi':JADN thy'cv$t 605Cacthay dol co chu archdARN thy'cv$t 606'f)l1aADNngo?i lai VaGb(>gen Iyc I?p 607

554

570

589

Slf tiet protein ngo?i lai 610

San xuat thl!c v~t chuygn gen khong co gen danh dau

Lo?ibo gen dimh dau khoi ADN nhan 612

Lo?i bo gen dimh dau khoi ADN h,JCI?p 613TOMTAT 614

TAl LI~U THAM KHAo 615CAU HOI ONTAp 617

18. GAl BIEN GEN THI!C V';T: cAc UNGDI,ING 686

Phat trign cay khang sau, b~nh va thuoc di~t coCay khang sau 620

Cay khang virut 630

Cay khang thuoc di$t co 637

Cay khang nam va vi khu~n 639Phat trign cay chong chiu stress va Sl! gia hoa

Stress oxy h6a 645Stress muoi 646

Chin qua va heo hoa 648

Bien d6i di truyen Sl! t~o siic to hoa 651Cai bien ham Iu,""ngchat dinh dudng cua cayAxit amin 654

Lipit 657Vitamin 658

S~t 661

Cai bien huClng vi va hinh dang cua cay 663

Chong mat mau 663

£)9 ng9t 664

Tinh b9t 666

Cay lam 16phan Lrng sinh hQc 669

Khangth~ 670

Polyme 671

Protein ngo?i lai d thlfc V?t 671Vacxin an du,""c 672

Nang suat cay trong 675

Tang ham Iv<Jngs~t 675

Thay d6i ham IV<Jnglignin 676

Tang ham Iv<Jngoxy 677TOMTAT 678

TAl LI~U THAM KHAo 679

CAU HOION TAp 684. . ~

19. DQNG V~T CHUYENGEN 686

Chui?t chuygn gen: PhU'Clng phap lu~n 688

PhvClng phap vectCl retrovirut 688

PhvClng phap vi tiem ADN 690

PhvClng phap cai bien te baa goc ph6i 692

Bien d6i gen btlng h$ tai t6 h<JpCre-loxP 697Chuy~ngen v{jicac vectCldung Iv<Jngl{jn 700Chui?t chuygn gen: Nhftng Lrngdl)ng 703M6hinhchuy~ngen cho b$nhAlzheimer 704

644

654

611

620

Sa dLJngehu(>tehuy~n gen lam cae h$ thong tha nghi$mBieu h6a e6 dieu ki$n sLJ'bi~u hi$n gen 708Ki~mscat dieu ki$n ehet te baa 711Nhan bim gia sue bang cay ehuy~n nhan 712Bo, eUu, de va l<;Inehuy~n gen 713Chim ehuy~n gen 720Ca ehuy~n gen 722TOMTAT 726

TAl LI~U THAMKHAo 727CAUHalON TAP 731

706

20. DI TRUYEN PHAN TlJ NGVdl 732

Cae phLtdng thue di truyen d ngLtdi 734SI! lien ket gen va 51!I~p ban d6 gen 736Phat hi~n va danh gia 51!lien ket gen d ngLtdi 739L~p ban d6 di truyen cae nhi~m sile th~ ngLtdi 744SLJ'dad?ng di truyen 744

SLJ'dad?ng ehieu dai cae do,!mgidi h?n 745Da d~ng cae do~n I~p ngiln noi lien tiep nhau 748Ban d6 day du ve lien ket gen d ngLtdi 751

L$p him do vi trf eua m(>tlocut mang b$nh di truyen tren nhi~m s~c th~Ban d6 BAC toan bi? bi? gen 754L$p him do lai ph6ng X? 754Trinh tl! bi? gen ngLtdi 757Phat hi~n di?t bien trong gen ngLtdi 759Phan Ueheau hinh don s9i 759Bien di gel gradien bien Unh 760

Phan Uchdi kep 762C~t hoa h9Cc~p ghep sai 763Xac d!nh trinh tLJ'ADN trLJ'ctier 765Xae d!nh ehue nang gen 765TOMTAT 771

TAl LI~UTHAMKHAo 771CAUHalON TAp 772

. - -'.:. . -'- -IV. QUY D!NH VA CAP BANG SANG CHE CONG NGH~ SINH

HQC PHAN TV 775

21. QUYD!NHVE sa DVNG GONG NGH~ SINH HQC 776

Quy dinh ve eong ngh~ ADN tai t6 h<;lp 778Quy djnh ve thl!e phii'm va cae nguyen li~u thl!e phii'mChymosin 780Tryptophan 781Somatotropinb6 782Cae can nhile khi dLta GMOVaGmoi trLtdng 784

P. syringaeda am 784Tha nghi~mcae GMOkhactr€mdong ru(>ng 787Cae tranh eai ve GMO 789

Li~u phap gen ngLtdi 794

Phat tri~n chfnh sach doi vdi li$u phap gen te baa soma

780

794

751

stj tieh lay cae gen khiem khuyet d cae the h~ tudng laiLi~uphap gen dong sinh di,jed nguai 798Nhan blm nguai? 799T6MTAT 800

TAl Llt;UTHAMKHAo 802

CAU HOIONT~P 804

22. CAP BANG SANG CHE CHO cAc SANG CHE CONG NGH~ SINH HQC

Cap b~ng sang ehe 806

Cap b~ng sang che d cac quac gia khilc nhau 809

Cap b~ng sang che eho cae trinh tl,l'ADN 811

Cap b~ng sang che eho sinh v~t da baa 812

Cap b~ng sang che va cae nghiim cUu cd blm 812T6M TAT 814

TAl LI~U THAMKHAo 815

CAUHOIONT~P 816

798

THU~N NGl1 817

805