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
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.