SỰ ĐỘT BIẾN CỦA GENE TRONG NÔNG NGHIỆP VÀ Y KHOA

SỰ ĐỘT BIẾN CỦA GENE ĐEM ÁP DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP VA Y KHOA

1-   Đột biến gene (Gene mutation) xảy ra nếu trình tự nitrogen bases của DNA  có sự thay đổi.

Có ba loại đột biến là :

Base substitution (thay thế base khác).

Deletion (xóa mất một khúc DNA)

Insertion (gắn thêm một khúc DNA).

DNA của Gene co hai dây(strands).Dây trên goị là Coding Strand vì cho codes tạo ra những amino acids.Coding Strand chạy theo chiều từ 5’ tới 3’

Dây dưới gọi là Template Strand chạy theo chiều từ 3’ tới 5.’ Nhờ có Template Strand nên messenger RNA (mRNA) mới xuất hiện.

Codes của mRNA giống hệt codes của Coding Strand.Chí có  một chỗ khác nhau là chữ T được thay bằng chữ U.

Trong lúc protein được tổng hợp, mRNA hiện ra theo chiều

5’ tới 3’.

Còn protein hiện ra theo chiều từ  “ amino end tới carboxyl end ”.

2-   MUỐN TÌM CHỔ ĐỘT BIẾN  PHÀI CÓ OPEN READING FRAMES CỦA GENE

                  2-1- QUY LUẬT  Chargaff's rule

       VIẾT DNA ĐỂ TẠO OPEN READING FRAME (ORF)

                     T chỉ nối với A và C chỉ nối với G.

Mối codon phải có đủ 3 bases mới tạo được một amino acid.Vi có 4 bases nên có tổng còng 64 codons tạo ra tổng cộng 20 amino acids. Chúng ta có thể tự chọn codons và sắp xếp sequence theo ý muốn trong coding strand như 2 thí dụ lý thuyết dưới đây.Muốn tạo gene theo ý muốn thì phải có Start codon ATG và Stop codon TAA, TAG,

CODING STRAND     5’ ATG   GAG   GTG   AAA  TGC   TAT   TGA  3’

BOTTOM  STRAND   3’ TAC   CTC    CAC  TTT    ACG   ATA  ACT   5’

mRNA                     5’ AUG   GAG    GUG    AAA   UGC   UAU  UGA 3’

Amino acids                Meth    Glu     Val     Lys    Cys      Tyr     stop

Codes của mRNA giống hệt codes của Coding Strand, chỉ khác chữ T được thay bằng chữ U. Phài có bottom strand thi mRNA mới xuất hiện. Phải có mRNA thì amino acids mớí xuất hiện.

             

 2-2- THÍ DỤ SỰ ĐỘT BIẾN XẢY RA NHƯ SAU

CODING STRAND       5’ TCA   GAG   GTG   AAA  TGC   TAT   GGT    3’

Amino acids                    Ser    Glu      Val     Lys    Cys    Tyr      Gly

1-Substitution             5’ TCA   GAG   GTG   ACA   TGC    TAT   GGT  3’

Amino acids                     Ser     Glu    Val     Thre   Cys      Tyr    Gly

2-Insertion                  5’ TCA   GAG  GTG CGC AAA TGC  TAT  GGT  3’

Amino acids                    Ser     Glu    Val   Arg  Lys   Cys  Tyr    Gly

 

3-Deletion                  5’ TCA   GAG   GTG   AAA   TGC    TAT    GGT  3’

Amino acids                   Ser     Glu      Val                Cys    Tyr     Gly

                                                             

Mức độ đột biến trung bình của RNA Virus nhanh hơn DNA-based Virus khoảng100 lần nên vaccines và thuốc trị bịnh trở nên không còn hửu hiệu rất mau chóng..

3- CÓ 6 CÁCH TẠO RA 6 ORF CHO MỐI GENE.

ORF của Gene thông thường rất dài hơn 21 codons.Nhưng Genes của hệ miễn nhiễm có ORF ngắn hơn.

Thí dụ lý thuyết..

1-Đây là một khúc DNA :

5′- ATC GTG GTA CC-3′ coding strand

3′-TAG CAC CAT GG- 5′  bottom strand

Muốn tìm gene trong DNA nầy, chúng ta phải tạo 6 ORF.

3 ORFs cuả coding strand.

ORF +1: ATC, GTG, GTA, CCA

ORF +2: TCG, TGG, TAC,CA

ORF +3: CGT, GGT, ACC

3 ORFs của reverse bottom strand .             

ORF -1: GGT, ACC, ACG

ORF -2: GTA, CCA, CGA

ORF -3: TAC, CAC, GAT

4-TÌM GENE TRONG DNA

Gene nằm giữa Start codon ATG và Stop codon TAA, TAG,TGA

Uper strand sequence :

5”ATG  CCC  AAG  CTG  AAT  AGC  GTA  GAG  GGG  TTT   TCA  TCA  TTT  GAG  GAC GAT  GTA TAA 3’ 

Lower strand sequence ( Lower strand goị là Complement của uper strand ) :

3’TAC  GGG  TTC  GAC   TTA  TCG   CAT   CTC   CCC   AAA  AGT  AGT AAA  CTC  CTG  CTA  CAT  ATT 5’

Reverse  of lower strand sequence :

   TTA TAC ATC GTC CTC AAA TGA TGA AAA CCC CTC TAC GCT ATT CAG CTT GGG CAT

Muốn có reverse complement nhanh chóng thì xứ dụng on line    https://www.bioinformatics.org/sms/rev_comp.html

5-ÁP DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP.

Gấn thêm genes thành công dễ dàng vào dưa hấu là một trong rất nhiều thí dụ trong nghiên cứu phát triển và cải tiến hoa quả và thực phẫm theo mong muốn của nhân loại.

6-ÁP DỤNG TRONG Y KHOA
Theo dõi các Open Reading Frames của virus Ebola, AIDS, Corona v.v...có thể tiên đọan chính xác sự đột biến rất nhanh tạo ra bịnh mới mà thuốc chữa bịnh cần phải nghiên cứu chế tạo lại mới ngặn chận được bịnh tái phát.