PHẦN B: TỔNG QUAN - Giới thiệu Sinh học – Gene
NGUYỄN KỲ TRUNG – LÊ THÀNH TRUNG
9

Hình 1.6: Sao chép và dịch mã
Trong 64 codon, ta có thể kể:
 Ba codon UAA, UAG, UGA là các “codons non sens”, không đƣợc dịch thành
amino acid; chúng là dấu hiệu chấm dứt sự đọc, nên còn đƣợc gọi là “codon
stop”.
 61 codon còn lại mã hóa 20 amino acid. Trừ Met và Trp chỉ đƣợc mã hóa bởi 1
codon, các amino acid khác đƣợc mã hóa bởi nhiều codon. Nhƣ vậy có nhiều
codon cùng nghĩa.

Hình 1.7: Mã di truyền của nhân (các codon của mRNA)

PHẦN B: TỔNG QUAN - Giới thiệu Sinh học – Gene
NGUYỄN KỲ TRUNG – LÊ THÀNH TRUNG
10
I.1.3.3. Ba đặc tính quan trọng của mã di truyền
 Phổ biến (universal): Mã di truyền cơ bản giống nhau cho mọi sinh vật
(động vật, thực vật, vi khuẩn hay virus). Chính vì thế từ điển mã di truyền ra
đời là bằng chứng thuyết phục về nguồn gốc tiến hóa chung của sinh vật.
 Suy biến (degenerate): nhiều codon mã hóa cho một amino acid. Trong phần
lớn các trƣờng hợp, các bộ ba mã hóa cho một amino acid chỉ khác nhau ở
base thứ ba, thí dụ: UUU và UUC (Phe), CAA và CAG (Gln)…
 Không gối nhau: Mã di truyền đƣợc đọc tuần tự từ “bộ ba” này đến “bộ ba”
kế tiếp, liên tục trong một chuỗi, từ điểm khởi đầu cho đến kết thúc.
a) Giả thuyết về base “dao động”
*Thế nào là base “dao động”
Mã di truyền chung (có tính phổ biến) là điều hết sức lý thú để hiểu về sinh vật.
Tuy nhiên, Sanger (1980) đã đặt lại vấn đề, vì có vài codon khác biệt trong ti thể. Và

NGUYỄN KỲ TRUNG – LÊ THÀNH TRUNG
12
I.1.4. Cấu trúc căn bản của một gene eukaryote
Chiều dài và cấu trúc một gene rất thay đổi. Gene là các trình tự DNA đƣợc sao
chép, các trình tự này có thể ở trên sợi này hay sợi kia của phân tử DNA. Geneome là
toàn bộ các gene và các trình tự không mã hóa của một cá thể.

(A)

(B)
Hình 1.10: Các trình tự đƣợc sao chép của DNA (gene).
(A) sự sao chép của một sợi DNA
(B) sự không liên tục của gene
Gene eukaryote không liên tục, mà bao gồm:
 Các exon là các trình tự mang thông tin di truyền sẽ đƣợc biểu hiện.
 Các intron là các trình tự nằm xen kẽ với các phần mang thông tin di truyền,
đƣợc sao chép nhƣng không đƣợc dịch.
 Gene ở phần lớn prokaryote có phần ghi mã liên tục, không có intron.

PHẦN B: TỔNG QUAN - Giới thiệu Sinh học - Chuyển Gene
NGUYỄN KỲ TRUNG – LÊ THÀNH TRUNG
13
I.2. Cơ sở sinh học về chuyển gene
Hình thức cơ bản nhất trong cải biến di truyền (Genetic transformation) là đƣa
những gene chuyển (transgenes) vào trong sinh vật bằng cách nào đó mà các gene này
có thể đƣợc biểu hiện. Kỹ thuật này còn đƣợc gọi là kỹ thuật di truyền.
Mục tiêu cuối cùng của kỹ thuật di truyền hay kỹ thuật DNA tái tổ hợp là sự biểu
hiện bền vững và có thể di truyền của tính trạng mới trong bộ phận hay cơ thể khác.
Điều này đạt đƣợc thông qua cấu trúc vector mang gene chuyển. Plasmid, retrovirus
(RNA virus) và bacteriophage là các vector quan trọng đặc biệt trong chuyển thông tin

Chuyển gene cho phép trao đổi các gene giữa các sinh vật mà không hòa hợp giới
tính. Với kỹ thuật di truyền và chuyển gene có thể cho phép ta chuyển gene giữa vi
khuẩn, động vật, thực vật và virus.
Công cụ cơ bản trong chuyển gene là enzyme cắt giới hạn, đƣợc dùng để cắt
DNA tại những vị trí đặc biệt, và các enzyme ligase mà xúc tác cho việc nối các đoạn
DNA. Sử dụng đúng enzyme cắt giới hạn có thể cắt đƣợc DNA plasmid vòng của vi
khuẩn thành dạng thẳng. Dùng ligase có thể gắn thêm đoạn DNA khác chứa gene quan
tâm vào plasmid bị cắt. Plasmid mới có thể đƣợc đƣa vào vi khuẩn thông qua quá trình
gọi là “xung điện” (electroporation), vi khuẩn có thể đƣợc dùng để chuyển gene
chuyển vào (sinh vật đích). Nếu plasmid DNA đƣợc tích hợp vào trong genome của
sinh vật nhận và gene chuyển đƣợc biểu hiện, cá thể đó đƣợc xem nhƣ đã đƣợc chuyển
gene (transgenic).
I.2.2. Các phương pháp chuyển gene
Có nhiều phƣơng pháp chuyển gene, nhƣng bốn phƣơng pháp đạt kết quả cao
nhất là: Chuyển gene thông qua Agrobacterium, bắn gene, vi tiêm, và chuyển trực tiếp.
Mỗi phƣơng pháp có ƣu và nhƣợc riêng và đƣợc sử dụng trong những trƣờng hợp đặc
PHẦN B: TỔNG QUAN - Giới thiệu Sinh học - Chuyển Gene
NGUYỄN KỲ TRUNG – LÊ THÀNH TRUNG
15
biệt. Ở thời điểm này không có một phƣơng pháp nào phù hợp cho tất cả các trƣờng
hợp.
Chuyển gene thông qua Agrobacterium
Vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens có khả năng nhận ra vết thƣơng trên thực
vật, kích thích việc chuyển plasmid vi khuẩn vào thực vật. Plasmid có khả năng tích
hợp vào DNA tế bào chủ gây ra sự tăng trƣởng không kiểm soát ở thực vật hình thành
bƣớu. Khả năng này của A. tumefaciens làm nó có vai trò quan trọng trong giai đoạn
sớm của chuyển gene.
A. tumefaciens là vector đầu tiên đƣợc dùng để chuyển gene lạ vào tế bào thực
vật, đƣợc dùng cho cả thực vật hai lá mầm và thực vật một lá mầm. Một loại vi khuẩn
đất khác Agrobacterium rhizogenees, kích thích tạo rễ thứ cấp sau khi nhiễm cũng đã

. Từ đó, phƣơng pháp này đƣợc sử dụng phổ biến để tạo cây chuyển
gene. Phƣơng pháp này có thể áp dụng trên bất cứ loại mô nào có khả năng tái sinh
cây, không cần sử dụng tế bào trần và loại mô đã qua giai đoạn mô sẹo lâu dài do đó
giảm thiểu đƣợc sự biến dị.

Hình 1.15: Súng bắn gene đƣợc dùng trong chuyển gene