Giải Câu hỏi 2 trang 22 SGK Sinh học 12

Lời giải

Phân tích: Điều hoà biểu hiện gene là quá trình kiểm soát gene nào được phiên mã, dịch mã, ở mức độ nào, vào thời điểm nào. Nhờ hiểu và can thiệp vào quá trình này, con người đã tạo ra nhiều ứng dụng thực tiễn. Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu.

a) Ứng dụng trong nông nghiệp

- Tạo giống cây trồng làm chậm chín, bảo quản lâu: Ức chế (làm "câm") biểu hiện của gene mã hoá enzyme phân giải thành tế bào (ví dụ gene tổng hợp enzyme polygalacturonase ở cà chua) làm quả chín chậm, lâu mềm, giảm hư hỏng khi vận chuyển và bảo quản.

- Tăng cường biểu hiện gene có lợi để nâng cao năng suất, chất lượng: Điều khiển cho gene tổng hợp chất dinh dưỡng biểu hiện mạnh (ví dụ gene tổng hợp β‑caroten tạo "gạo vàng" giàu tiền vitamin A), hoặc tăng biểu hiện gene chịu hạn, chịu mặn, chịu lạnh giúp cây thích nghi điều kiện bất lợi.

- Tạo giống kháng sâu bệnh: Đưa và điều khiển biểu hiện gene kháng (ví dụ gene Bt kháng côn trùng), hoặc dùng cơ chế can thiệp RNA (RNAi) để "tắt" gene gây bệnh của virus, giúp cây trồng kháng bệnh, giảm dùng thuốc bảo vệ thực vật.

- Điều hoà biểu hiện gene ở vật nuôi, vi sinh vật: Tăng biểu hiện gene sinh trưởng ở vật nuôi; điều khiển biểu hiện gene ở vi sinh vật để sản xuất thức ăn chăn nuôi, phân bón sinh học, chế phẩm sinh học.

b) Ứng dụng trong y học

- Sản xuất protein, dược phẩm sinh học: Gắn gene người (ví dụ gene insulin, hormone sinh trưởng, interferon, vaccine) vào vi khuẩn hoặc tế bào nuôi cấy và điều khiển cho gene biểu hiện mạnh để sản xuất thuốc với số lượng lớn, giá thành hạ.

- Liệu pháp gene và điều trị ung thư: Can thiệp để "bật" lại gene có lợi bị ức chế hoặc "tắt" gene gây bệnh; trong ung thư có thể ức chế biểu hiện của gene gây ung thư (oncogene) hoặc khôi phục hoạt động của gene ức chế khối u.

- Chẩn đoán và theo dõi bệnh: Phân tích mức độ biểu hiện của các gene đặc trưng giúp phát hiện sớm, phân loại bệnh (đặc biệt là ung thư) và lựa chọn phác đồ điều trị phù hợp (y học cá thể hoá).

- Dùng thuốc tác động vào điều hoà biểu hiện gene: Một số thuốc có tác dụng điều chỉnh quá trình phiên mã, dịch mã của tế bào để kiểm soát bệnh (ví dụ thuốc điều hoà hoạt động của các gene liên quan đến viêm, miễn dịch).

Kiểm tra lại: Các ứng dụng trên đều dựa trên nguyên tắc chung là *làm tăng hoặc giảm (bật/tắt) mức biểu hiện của một gene mục tiêu* nhằm tạo ra tính trạng hoặc sản phẩm mong muốn, phù hợp với kiến thức về điều hoà biểu hiện gene trong SGK.

Đáp số