1. Kiến thức trọng tâm
Công nghệ di truyền là quy trình kĩ thuật tạo ra các phân tử DNA tái tổ hợp và đưa chúng vào tế bào nhận để tạo sinh vật biến đổi gene mang đặc tính mới. Các bước cơ bản: tách gene cần chuyển khỏi tế bào cho; cắt và nối gene vào vector chuyển gene (thường là plasmid hoặc virus) bằng enzyme giới hạn và ligase, tạo DNA tái tổ hợp; đưa DNA tái tổ hợp vào tế bào nhận (vi khuẩn, tế bào thực vật, động vật); chọn lọc và nhân lên các tế bào mang gene mong muốn.
Ứng dụng nổi bật của công nghệ di truyền: sản xuất thuốc và vaccine (insulin người, hormone sinh trưởng, vaccine viêm gan B), tạo giống cây trồng kháng sâu bệnh, chịu hạn, giàu dinh dưỡng (lúa vàng giàu vitamin A), tạo động vật chuyển gene (cừu sản xuất protein trong sữa), liệu pháp gene trong điều trị bệnh di truyền, và công nghệ chỉnh sửa gene CRISPR-Cas9 cho phép sửa đổi chính xác trình tự DNA.
Bên cạnh lợi ích, công nghệ di truyền đặt ra vấn đề an toàn sinh học và đạo đức: nguy cơ gene lạ phát tán ra môi trường, an toàn thực phẩm biến đổi gene, và việc chỉnh sửa gene người cần được kiểm soát chặt chẽ.
2. Ví dụ minh họa
Vì sao vi khuẩn E. coli được dùng phổ biến để sản xuất insulin người?
Lời giải: Vi khuẩn E. coli sinh trưởng nhanh, dễ nuôi cấy, có hệ gene đơn giản và dễ biến đổi. Khi đưa gene mã hoá insulin người vào plasmid và chuyển vào E. coli, vi khuẩn sẽ phiên mã và dịch mã gene này, tổng hợp insulin giống insulin người. Thu insulin từ vi khuẩn nhanh, rẻ và an toàn hơn chiết tách từ tuyến tụy lợn, bò, và đã cứu sống hàng triệu bệnh nhân tiểu đường.
3. Ghi nhớ
- Công nghệ di truyền tạo DNA tái tổ hợp và sinh vật biến đổi gene.
- Công cụ: enzyme giới hạn, ligase, vector (plasmid), tế bào nhận.
- Ứng dụng: thuốc, vaccine, giống cây trồng, động vật chuyển gene, liệu pháp gene.
- Cần đánh giá an toàn sinh học và đạo đức khi ứng dụng công nghệ di truyền.