Giải Câu hỏi 2 trang 29 SGK Sinh học 12

Lời giải

Công nghệ DNA tái tổ hợp là công nghệ tạo ra phân tử DNA mới bằng cách gắn gene mong muốn vào thể truyền (vector), rồi đưa vào tế bào nhận để tạo ra sinh vật biến đổi gene có khả năng tổng hợp sản phẩm mong muốn. Dưới đây là một số thành tựu nổi bật sưu tầm thêm, sắp xếp theo lĩnh vực ứng dụng.

a) Y – dược học (sản xuất chế phẩm sinh học)
- Insulin người tái tổ hợp: gene mã hoá insulin của người được chèn vào plasmid của vi khuẩn *Escherichia coli*; vi khuẩn chuyển gene tổng hợp insulin với số lượng lớn, giá thành thấp, thay cho insulin chiết xuất từ tụy lợn/bò (gây dị ứng, thiếu nguồn). Đây là dược phẩm tái tổ hợp đầu tiên được cấp phép (năm 1982).
- Hormone sinh trưởng người (hGH, somatotropin): biểu hiện trong *E. coli*, dùng chữa bệnh lùn do thiếu hormone ở trẻ em, thay cho hGH chiết từ tuyến yên tử thi (nguy cơ lây prion).
- Erythropoietin (EPO): gene EPO được chuyển vào tế bào động vật có vú nuôi cấy; EPO tái tổ hợp kích thích tuỷ xương sinh hồng cầu, điều trị thiếu máu do suy thận mạn và sau hoá trị.
- Interferon và các yếu tố đông máu (ví dụ yếu tố VIII) tái tổ hợp dùng điều trị bệnh virus, hỗ trợ trị ung thư và chữa bệnh máu khó đông.

b) Sản xuất vaccine tái tổ hợp
- Vaccine viêm gan B: gene mã hoá kháng nguyên bề mặt HBsAg của virus viêm gan B được chuyển vào nấm men *Saccharomyces cerevisiae*; nấm men biểu hiện protein HBsAg làm thành phần tạo miễn dịch. Vaccine an toàn hơn vì không chứa virus sống hay bất hoạt.

c) Nông nghiệp (cây trồng, vật nuôi biến đổi gene)
- Bông Bt: chuyển gene *cry* từ vi khuẩn *Bacillus thuringiensis* vào cây bông, tạo protein diệt sâu đặc hiệu, giảm dùng thuốc trừ sâu.
- 'Lúa vàng' (Golden Rice): chuyển gene tổng hợp $\beta$-caroten (tiền vitamin A) vào hạt lúa, góp phần chống thiếu vitamin A.
- Đậu tương, ngô kháng thuốc diệt cỏ (ví dụ kháng glyphosate), cho phép làm cỏ thuận lợi mà không hại cây.
- Động vật chuyển gene (bò, cừu) tổng hợp protein quý làm dược phẩm trong sữa.

d) Công nghiệp và bảo vệ môi trường
- Vi sinh vật tái tổ hợp sản xuất enzyme, amino acid, kháng sinh phục vụ công nghiệp thực phẩm, dệt, chất tẩy rửa.
- Vi sinh vật có khả năng phân huỷ dầu mỏ, chất thải độc hại, giúp xử lí ô nhiễm.

e) Liệu pháp gene
- Dùng vector (thường là virus) mang DNA tái tổ hợp đưa bản sao gene lành vào tế bào người bệnh. Ví dụ: điều trị suy giảm miễn dịch kết hợp nặng do thiếu ADA (SCID) và bệnh mù bẩm sinh Leber bằng vector mang gene *RPE65* lành.

→ Các thành tựu trên cho thấy công nghệ DNA tái tổ hợp mang lại lợi ích to lớn trong y – dược, sản xuất vaccine, nông nghiệp, công nghiệp và bảo vệ môi trường, đồng thời mở ra hướng chữa bệnh di truyền bằng liệu pháp gene.

Đáp số