Vai trò của công nghệ sinh học trong bảo vệ môi trường

CNSH đại phân tử là lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng sinh vật và vi sinh vật (VSV) ở mức độ nguyên trạng, tức là chưa đi sâu vào tìm hiểu và ứng dụng ở mức độ cấu trúc phân tử mà chỉ tận dụng những đặc tính kiểu gen (genotype) và kiểu hình (phenotype) của chúng để sử dụng và chọn lọc loại tối ưu cho mục đích đặt ra.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vai trò của công nghệ sinh học trong bảo vệ môi trường VAI TRÒ C A CÔNG NGH SINH H C TRONG B O V MÔI TRƯ NG1. CÔNG NGH SINH H C VÀ NGUYÊN LÝ C A K THU T TÁI TH P GEN NG D NG TRONG CÔNG NGH SINH H C1.1. Công ngh sinh h c c i n (hay CNSH i phân t ) và công ngh sinh h chi n i (hay CNSH phân t ) CNSH i phân t là lĩnh v c nghiên c u và ng d ng sinh v t và vi sinhv t (VSV) m c nguyên tr ng, t c là chưa i sâu vào tìm hi u và ng d ng mc c u trúc phân t mà ch t n d ng nh ng c tính ki u gen (genotype)và ki u hình (phenotype) c a chúng s d ng và ch n l c lo i t i ưu cho m c ích t ra. CNSH phân t (Molecular Biotechnology) là m t lĩnh v c t ng h p cóliên quan r t l n n các ngành di truy n phân t , t bào h c, VSV h c, sinhhoá h c.... CNSH phân t có hai lĩnh v c chính là CNSH phân t cơ b n và CNSHphân t ng d ng. • CNSH phân t cơ b n: bao g m các thao tác DNA m c phân t như c t, n i, ghép, chuy n n p, d n truy n các lo i gen ngo i lai h u ích vào các dòng t bào ch thích h p duy trì gen ó. • CNSH phân t ng d ng: ch n l c, nhân lên, s n xu t...nh ng dòng t bào ã ư c tái t h p thu ư c nh ng s n ph m có ích cho con ngư i. CNSH phân t cơ b n và CNSH ng d ng là hai bư c k ti p nhau ưanguyên lý tái t h p gen thành hi n th c, s n xu t các thành ph m h u ích theocông ngh m i- Công ngh sinh h c.1.2. Nguyên lý cơ b n c a k thu t tái t h p gen ng d ng trong CNSH1.2.1. M u và khái ni m: Năm 1970, l n u tiên, Baltimore và Temin c l p phát hi n lo ienzyme có tác d ng sao chép ngư c (reverse transcriptase) có tác d ng tham giaho t hoá cho quá trình t ng h p ngư c DNA t khuôn RNA (reversetranscription). i u này cho phép m t khi ã có m t RNA thông tin (mRNA)c a m t gen d ng s i ơn, chúng ta có th chuy n i thành 1 gen hoàn toàn( d ng DNA chu i xo n kép) theo cơ ch b sung sao chép ngư c, có s thamgia c a enzyme nói trên. ây chính là nguyên lý t o DNA b sung(complementary DNA-cDNA) t mRNA. Cũng trong năm 1970, Smith và Wilcon công b ã tách chi t ư c m tlo i enzyme n i bào t vi khu n Haemophills influenzae, có kh năng c t DNA nh ng i m nh t nh, t o nên nhi u o n DNA r i nhau, ã m hư ng chom t k thu t thao tác m i m c phân t , ó là có th c t và n i các o nDNA thích h p t o nên các h n h p lai DNA khác nhau. V sau m t lo t cáclo i enzyme có ho t tính như trên ã ư c phân l p, ngư i ta g i ó là cácenzyme h n ch (restriction enzyme) Cũng trong nh ng năm 70 ti p theo, song song v i s phát tri n và hoànthi n nh ng k thu t thao tác v t li u thông tin di truy n, vi c phát hi n và sd ng m t s th c th vi sinh s ng c ng sinh trong các lo i t bào vi sinh v t nhưn m men, vi khu n...có m t ý nghĩa ng d ng h t s c to l n. ó chính là cáclo i plasmid. Chúng óng vai trò quan tr ng trong vi c d n truy n các genngo i lai ã ư c tái t h p vào t bào vi sinh v t ch tương ng c a chúng. G n ây, trong nh ng năm 80, ph n ng nhân b n gen (PolymeraseChain Raction-PCR) ã ư c phát hi n trên nguyên lý: deoxyribonucleic acid(DNA) có c u trúc chu i xo n kép, g m hai m ch nucleotide b sung cho nhautheo quy lu t A-T và G-C b ng các m i liên k t hydro. Gi a A-T có 2 và G-Ccó 3 m i liên k t hydro. Liên k t này không ph i là liên k t hoá h c b n v ng, cao trên 90oC, g n n 100oC)do ó dư i m t tác d ng nào ó (ví d nhi tthì hai m ch nucleotide s tách nhau ra, nhưng khi h nhi t thì hai m ch l xo ntr l i. S phát hi n này ã nâng cao hơn n a k thu t tái t h p DNA và ngd ng thành qu c a k thu t ó. Như v y, b ng enzyme h n ch , ta có th c t m t chu i DNA nào óthành nhi u o n, r i ghép m t o n nào ó vào plasmid cũng ã b c t b ngm t enzyme tương t t o nên m t plasmid m i mang o n DNA ngo i lai.N u o n DNA ó là m t gen hoàn ch nh chúng ta có m t plasmid m i manggen ngo i lai. K thu t c t-n i-ghép và t o nên m t th c th vi sinh m i, mangm t hay nhi u o n DNA ngo i lai, ư c g i là k thu t tái t h p DNA(recombinant DNA technology). Plasmid mang DNA ngo i lai ó ư c g i làplasmid tái t h p (recombinant plasmid). Khi pla smid ó ư c ưa vào t bàovi sinh v t ch , quá trình ó ư c g i là quá trình chuy n n p (transformation).Plasmid mang DNA ngo i lai óng vai trò chuy n DNA vào trong t bào ch ư c g i là vector d n truy n (cloning vector). Vector d n truy n có th là plasmid hay b t kỳ m t lo i th c th vi sinhkhác, như virus ch ng h n. Khi m t vi sinh v t ch (n m men hay vi khu n...) ã ti p nh n vector d n truy n th c hi n nh ng quá trình sinh h c ti p theov i DNA ngo i lai ã ư c chuy n n p, thì dòng VSV ó ư c g i là VSV táit h p (recombinant microorganism). Khi nuôi c y VSV tái t h p, n u DNA ngo i lai là m t gen hoàn ch nh, ư c b trí trong i u ki n có c u trúc vector d n truy n thích h p, thì gen ócó th t ng h p ư c protein trong t bào v t ch . V ...