17
 Chương 3 Các phương pháp xác định shin din và biu hin ca gen ngoi lai I. Southern blot Southern blot là mt trong nhng phương pháp trung tâm ca Sinh hc phân t . Nó còn có tên gi khác là Southern blotting,  phương pháp lai Southern hay phương pháp lai DNA .  Nguyên tc ca Southern blot là màng lai nitrocellulose có khnăng tiếp nhn DNA đã được biết tlâu và đã được sdng trong các nghiên cu lai axit nucleic khác nhau vào nhng thp niên 1950 và 1960. Vào thi knày DNA cđịnh không được phân đon, chđơn gi n bao gm DNA tng sđưc gn trên ng lai nitrocellulose. Sra đời ca phương pháp đin di trên gel vào đầu thp niên 1970 đã cho phép các đon DNA được ct bi enzyme hn chế có thđược phân tách da trên cơ skích thước ca chúng. Tđó bước phát tri n ti ếp theo ca phương pháp là chuyn các đon DNA phân tách t gel l ên màng lai nitrocellulose. Phương pháp này được E. M. Southern mô tti Ði hc Edingburgh vào năm 1975. Phương pháp Southern blot đơn gin và hiu qu. Mc dù đã được ci tiến nhưng phương pháp đang được sdng nhiu phòng thí nghim sinh hc phân tsai khác không đáng kso vi phương  pháp ban đầu. Southern blot bao gm các bước cơ bn sau: - Ct DNA bng enzyme hn chế thích hp. - Ðin di sn phm ct trên gel agarose. - Làm biến tính DNA (thông thường khi nó còn trên gel): ví dcó thnhúng nó vào trong dung dch NaOH 0.5M, DNA si kép sđược tách thành DNA si đơn. ChDNA si đơn mi có thchuyn lên màng lai.  9 4

4-Phuong Phap Xac Dinh Su Hien Dien & Bieu Hien Cua Gen Ngoai Lai

Embed Size (px)

Citation preview

94 Chng 3

Cc phng php xc nh s hin din v biu hin ca gen ngoi laiI. Southern blotSouthern blot l mt trong nhng phng php trung tm ca Sinh hc phn t. N cn c tn gi khc l Southern blotting, phng php lai Southern hay phng php lai DNA . Nguyn tc ca Southern blot l mng lai nitrocellulose c kh nng tip nhn DNA c bit t lu v c s dng trong cc nghin cu lai axit nucleic khc nhau vo nhng thp nin 1950 v 1960. Vo thi k ny DNA c nh khng c phn on, ch n gin bao gm DNA tng s c gn trn mng lai nitrocellulose. S ra i ca phng php in di trn gel vo u thp nin 1970 cho php cc on DNA c ct bi enzyme hn ch c th c phn tch da trn c s kch thc ca chng. T bc pht trin tip theo ca phng php l chuyn cc on DNA phn tch t gel ln mng lai nitrocellulose. Phng php ny c E. M. Southern m t ti i hc Edingburgh vo nm 1975. Phng php Southern blot n gin v hiu qu. Mc d c ci tin nhng phng php ang c s dng nhiu phng th nghim sinh hc phn t sai khc khng ng k so vi phng php ban u. Southern blot bao gm cc bc c bn sau: - Ct DNA bng enzyme hn ch thch hp. - in di sn phm ct trn gel agarose. - Lm bin tnh DNA (thng thng khi n cn trn gel): v d c th nhng n vo trong dung dch NaOH 0.5M, DNA si kp s c tch thnh DNA si n. Ch DNA si n mi c th chuyn ln mng lai.

95 - Chuyn DNA bin tnh ln mng lai. Thng thng

mng lai c s dng l mng nitrocellulose. Ngi ta cng c th s dng mng nylon. Mng nitrocellulose in hnh c kh nng tip nhn 100g DNA/cm2, trong khi mng nylon c kh nng tip nhn 500g DNA/cm2. Mt khc mng nylon c kh nng gi DNA chc hn v t t gy hn. Vic chuyn DNA thng c tin hnh bng hot tnh mao dn trong khong vi ting hoc c th dng mt thit b thm chn khng. Nu dng thit b thm chn khng th s nhanh hn, ch mt khong mt ting. Trong qu trnh chuyn, v tr cc on DNA vn c gi nguyn khng thay i. - Lai DNA c c nh trn mng vi mu d (probe) DNA c nh du. Qu trnh ny da trn nguyn tc b sung (gia DNA trn mng lai vi mu d). nh du ngi ta thng s dng P32, biotin/streptavidin hoc mt mu d pht quang sinh hc. - nh v cc phn t lai DNA-mu d. Nu s dng mu d nh du phng x th dng phng php phng x t ghi (autoradiograph) xc nh, nu s dng biotin/streptavidin th dng phng php so mu hoc nu s dng mu d pht quang sinh hc th pht hin bng s pht quang. Phng php Southern blot c thit k xc nh s hin din, kch thc, s lng bn sao, tnh ng dng ca DNA trong mt phc hp. V d, Southern blot c th c s dng pht hin mt gen c bit trong mt genome nguyn vn.

II. Northern blotSau khi E. M. Southern m t phng php Southern blot vo nm 1975, ngi ta dng mt phng php tng t xc nh cc on RNA c bit gi l Northern blot. Phng php ny cn c gi l Northern blotting, phng php lai Northern hay phng php lai RNA. Northern blot bao gm cc bc c bn sau:

96 - RNA (RNA tng s hoc ch mRNA) c phn tch bngin di trn gel agarose.

Hnh 3.1: S m ta phng phap Southern blot

- RNA sau khi phn tch c chuyn ln mng lai (ccphn t RNA gi nguyn v tr nh trn gel).

97 - RNA c nh trn mng c lai vi mu d DNA si n

(hoc RNA) c nh du phng x hoc c gn vi mt enzyme (alkalin phosphatase hoc horseradish peroxidase) to thnh phn t lai RNA-DNA (hoc RNA-RNA) si kp.

Hnh 3.2: S m t phng php Northern blot

- V tr ca mu d c pht hin nh k thut phng x t

ghi nu n c nh du phng x. Trong trng hp mu d c gn vi enzyme th em vi mt c cht khng

98mu. Enzyme lin kt vi n s bin i thnh mt sn phm mu c th nhn thy hoc pht ra nh sng m s c pht hin bng phim X quang mt cch trc tip. Phng php Northern blot cho php pht hin s c mt, xc nh kch thc, trng lng phn t, khi lng mRNA trong cc mu khc nhau. y l mt phng php rt tt phn tch s biu hin ca gen khi chng ta cn nh lng phn bit s khc nhau gia hai mu v n rt nhy bi vy chng ta c th in di mt lng ln RNA tng s hoc mRNA trn gel.

III. Western blotWestern blot l phng php c nhy cao da trn tnh c hiu ca khng th pht hin protein c in di trn gel SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis) v chuyn ln mng lai. Western blot cho php xc nh s c mt, trng lng phn t, nh lng protein c mt trong cc mu khc nhau. Western blot cn c tn gi khc l Western blotting hay l phng php lai thm protein. Western blot bao gm cc bc c bn sau: - Protein c phn tch bng in di trn gel SDS-PAGE. - Cc protein c chuyn sang mng lai nitrocellulose, gi nguyn v tr nh phn tch trn gel. - mng lai c nh protein vi mt khng th s cp (primary antibody). Khng th s cp l mt khng th c hiu, s bm vo protein v to thnh mt phc hp protein-khng th i vi protein quan tm. - Tip theo mng lai vi mt khng th th cp (secondary antibody) c enzyme (alkalin phosphatase hoc horseradish peroxidase) i km. Khng th th cp s bm vo khng th s cp ging nh khng th s cp bm vo protein. - Tip tc mng lai trong mt hn hp phn ng c hiu vi enzyme. Nu mi vic u din ra mt cch chnh xc s pht hin thy cc bng bt k ni no c mt phc

99hp protein-khng th s cp- khng th th cp-enzyme hay ni cch khc l bt k ni no c mt protein quan tm. t mt phim nhy cm vi tia X ln mng lai pht hin cc im sng pht ra do enzyme.

-

Hnh 3.3: S m t phng php Western blot

IV. ELISA (Enzymee-Linked Immunosorbent Assay)

100ELISA c m t ln u tin vo nm 1971 v t tr thnh mt phng php c s dng ngy cng rng ri v quan trng hn trong nghin cu, chn on v xt nghim bi v n c kh nng pht hin nhy bn vi mt lng vt cht rt nh. ELISA thay th mt s k thut huyt thanh c in phc tp, cng knh tn nhiu thi gian hn v m rng phm vi phng php pht hin virus cng nh cc marker lin quan n s nhim ca chng. Xt nghim ELISA c th c tin hnh vi mt s phng php nh ELISA trc tip, gin tip, sandwich v cnh tranh. Nguyn tc c bn ca phng php ELISA l khng nguyn ho tan trong dung dch m thch hp c th ph ln b mt plastic (nh polystyrene). Qu trnh ny c th l trc tip hoc thng qua mt khng th. Khi huyt thanh c thm vo, cc khng th c th kt hp vi khng nguyn pha c (solid phase). Xt nghim ELISA c thc hin trong a plastic kch thc 8cm x 12cm, cha 8x12 ging. Mi ging c chiu cao khong 1cm v ng knh l 0,7cm (Hnh 3.4).

Hnh 3.4: a plastic s dng tin hnh xt nghim ELISA

10 1

Cc khng th s dng trong phng php ELISA c gn vi enzyme bng lin kt ng ho tr. Khng nguyn c gn vi ging plastic v khng th lin kt vi enzyme c gn vi khng nguyn. Khng th khng gn khng nguyn s b ra tri i. Enzyme c gi li v v vy lng khng th gn enzyme c pht hin bng cch cho thm vo mt c cht lm thay i mu do hot tnh ca enzyme. mu to thnh l t l vi lng enzyme bm ging plastic, t suy ra lng khng th, sau tip tc suy ra lng khng nguyn (Hnh 3.5). Tnh nhy ca ELISA l do s khuych i bi hot tnh enzyme. Mi mt phn t enzyme bm vo khng th c th to ra hng ngn phn t mu do hot tnh enzyme. Trc khi cc khng th gn enzyme c th c s dng rng ri, cc khng th phng x c s dng trong k thut min dch phng x (radio immuno assays-RIA). K thut RIA nh l mt t ph c ngha v ngi sng to ra n l Rosalyn Yalow c nhn gii thng Nobel Sinh l v Y hc vo nm 1977.

Hnh 3.5: Nguyn tc ca phng php ELISA

102

V. Phng php PCRPhng php PCR (polymerase chain reaction-phn ng tng hp dy chuyn nh polymease) l mt trong nhng phng php c s dng rng ri nht trong lnh vc Sinh hc phn t. Phng php ny do Kary Mullis pht minh vo nm 1985 v c gii thiu ln u tin ti Hi tho ln th 51 Cold Spring Harbor vo nm 1986 v ng nhn c gii thng Nobel Ho sinh hc vo nm 1993. Phng php PCR cho php tng hp rt nhanh v chnh xc tng on DNA ring bit. y thc s l phng php hin i v thun tin cho vic xc nh s c mt ca mt gen no trong t bo vi chnh xc cao. Phng php ny da trn s khm ph hot tnh sinh hc nhit cao ca DNA polymerase c tm thy trong cc sinh vt a nhit (vi khun sng trong cc sui nc nng). Phn ln cc DNA polymerase ch lm vic nhit thp. Nhng nhit thp, DNA xon cht v vy DNA polymerase khng c nhiu kh nng lm bin tnh phn ln cc phn ca phn t. Nhng cc polymerase chu nhit ny hot ng nhit rt cao, c th ln n 100oC. nhit ny DNA (dng thng) s b bin tnh. 1. Cc thnh phn ch yu ca phn ng PCR 2.1. DNA mu (DNA template) y l mu DNA sinh hc m chng ta mun khuych i. Phn ng PCR ti u xy ra trn DNA tht tinh sch nhng phn ng PCR vn cho kt qu tt vi DNA thu nhn trc tip t dch chit t bo. Lng mu DNA s dng c khuynh hng gim khi s dng cc enzyme DNA polymerase cho hiu qu cao (