Lý thuyết Sinh học 10 Bài 19: Công nghệ tế bào

1. Khái niệm

- Công nghệ tế bào động vật là quy trình công nghệ nuôi cấy các loại tế bào động vật và tế bào người trong môi trường nhân tạo để tạo ra một lượng lớn tế bào nhằm mục đích nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế.

2. Nguyên lí

- Nguyên lí của công nghệ tế bào động vật: Nuôi cấy các tế bào gốc trong môi trường thích hợp và tạo điều kiện để chúng phân chia rồi biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau.

- Khái niệm tế bào gốc: Tế bào gốc là những tế bào có thể phân chia và biệt hóa thành thành loại tế bào khác nhau.

- Phân biệt các loại tế bào gốc:

+ Tế bào gốc phôi (tế bào gốc vạn năng): Có nguồn gốc từ phôi sớm của động vật, có thể phân chia và biệt hóa thành mọi loại tế bào của cơ thể trưởng thành.

+ Tế bào gốc trưởng thành (tế bào gốc đa tiềm năng): Có nguồn gốc từ các mô của cơ thể trưởng thành, chỉ có thể phân chia và biệt hóa thành một số loại tế bào nhất định của cơ thể.

Khả năng tái tạo và biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau của tế bào gốc

- Ngoại trừ tế bào gốc thì còn có các tế bào biệt hóa và không còn khả năng phân chia và tạo thành các loại tế bào khác nhau.

3. Thành tựu

Ba thành tựu nổi bật và có ý nghĩa lớn trong thực tiễn của công nghệ tế bào động vật:

(1) Nhân bản vô tính vật nuôi

(2) Liệu pháp tế bào gốc

(3) Liệu pháp gene

a) Nhân bản vô tính vật nuôi

Quy trình nhân bản vô tính động vật (cừu)

- Khái niệm: Nhân bản vô tính vật nuôi là công nghệ tạo ra các con vật giống hệt nhau về kiểu gene không thông qua quá trình sinh sản hữu tính.

- Công nghệ nhân giống vô tính đã áp dụng thành công cho một số loài như ếch, bò, lợn, cừu, ngựa, lừa, mèo, chó, khỉ nhưng nổi bật nhất là nhân bản ở cừu Dolly năm 1996.

- Ứng dụng: Công nghệ nhân giống vô tính không chỉ nhằm mục đích sinh sản tạo ra nhiều cá thể có cùng kiểu genne ưu việt mà chúng còn làm tăng sống lượng các thể của những loài có nguy cơ tuyệt chủng.

b) Liệu pháp tế bào gốc

- Khái niệm: Liệu pháp tế bào gốc là phương pháp chữa bệnh bằng cách truyền tế bào gốc được nuôi cấy ngoài cơ thể vào người bệnh để thay thế các tế bào bị bệnh di truyền.

- Ưu điểm: Khi dùng liệu pháp tế bào gốc, cơ thể người sẽ không loại thải tế bào ghép nhưng để tránh vấn đề vi phạm đạo đức, các nhà khoa học đã tìm kiếm, nhân nuôi các loại tế bào gốc tách chiết từ các mô của người trưởng thành.

- Ứng dụng:

+ Liệu pháp tế bào gốc được kì vọng sẽ chữa được các bệnh Parkinson, bệnh tiểu đường type 1, người có cơ tim bị tổn thương do đột quỵ hay bị tổn thương các tế bào thần kinh, các bệnh ung thư.

+ Thành tựu trong nuôi cấy các tế bào động vật cũng cho phép việc ứng dụng nghiên cứu phát triển thịt nhân tạo hoặc sản xuất các protein chữa bệnh cho người.

Liệu pháp tế bào gốc chữa bệnh tiểu đường type 1

c) Liệu pháp gene

- Khái niệm: Liệu pháp gene là phương pháp chữa bệnh di truyền nhờ thay thế gene bệnh bằng gene lành.

- Quy trình: Nhân nuôi tế bào trong ống nghiệm, chỉnh sửa gen hoặc thay thế các gene bệnh của tế bào bằng gene lành → Sàng lọc các tế bào đã được chỉnh sửa gene và nhân bản trong ống nghiệm → Truyền các tế bào chỉnh sửa gene vào cơ thể bệnh nhân.

- Ứng dụng: Liệu pháp thay thế gene chỉ sử dụng được cho người bệnh di truyền do hỏng một gene nhất định và tế bào bị bệnh phải thuộc loại tế bào liên tục phân chia trong suốt cuộc đời của bệnh nhân.

Quy trình liệu pháp gene

thay thế gene bệnh trong tế bào phổi của người bị bệnh u xơ nang