Giải Công Nghệ trang 75

Tóm tắt lý thuyết

Ưu điểm của vaccine DNA tái tổ hợp

• Vaccine thông thường: sản xuất bằng cách làm suy yếu/bất hoạt virus, vi khuẩn gây bệnh hoặc dùng protein của chúng. Cách này tốn nhiều thời gian, khó thiết kế, và một số trường hợp có thể gây nguy hiểm cho vật nuôi.
• Vaccine DNA tái tổ hợp chỉ mang thông tin di truyền cần thiết để tạo ra protein của virus/vi khuẩn → độ an toàn cao, kích hoạt được toàn bộ hệ miễn dịch.
• Sản xuất nhanh, đơn giản, ít tốn kém, có thể làm trên quy mô lớn và đáp ứng nhanh với biến thể hoặc virus mới.

Ứng dụng công nghệ sinh học trong phát hiện sớm virus gây bệnh

• Bệnh do virus rất khó kiểm soát, dễ bùng phát thành dịch gây thiệt hại lớn.
• Phương pháp truyền thống chỉ phát hiện được khi vật nuôi đã có biểu hiện bệnh (sau thời gian ủ bệnh), lúc đó virus đã nhân lên nhiều và dễ lây lan.
• Công nghệ sinh học giúp phát hiện sớm, chính xác virus ngay khi vừa xâm nhiễm → phòng và trị bệnh hiệu quả hơn.

Quy trình phát hiện sớm virus (Hình 15.2)

1. Mẫu bệnh phẩm
2. Tách chiết RNA tổng số
3. Tổng hợp cDNA từ RNA nhờ quá trình phiên mã ngược
4. Khuếch đại cDNA bằng phản ứng PCR
5. Điện di kiểm tra sản phẩm PCR

---

Khám phá (trang 75): Quy trình sản xuất vaccine DNA tái tổ hợp (Hình 15.1)

Đề bài: Quan sát sơ đồ Hình 15.1, mô tả các bước trong quy trình sản xuất vaccine DNA tái tổ hợp.

Trả lời (dựa theo quy trình chung của vaccine DNA tái tổ hợp):

1. Phân lập, xác định đoạn gene mã hóa protein kháng nguyên của virus/vi khuẩn gây bệnh.
2. Tách chiết và nhân đoạn DNA mang gene kháng nguyên đó.
3. Gắn (tái tổ hợp) đoạn DNA này vào một vector (plasmid).
4. Nhân lên số lượng lớn DNA tái tổ hợp.
5. Tinh sạch DNA tái tổ hợp để tạo thành vaccine.

Khi tiêm vào cơ thể vật nuôi, đoạn DNA này sẽ chỉ dẫn tế bào tạo ra protein kháng nguyên, kích hoạt hệ miễn dịch sinh kháng thể bảo vệ cơ thể.

Khám phá (trang 75): Ưu điểm của vaccine DNA tái tổ hợp

Đề bài: Nêu một số ưu điểm của vaccine DNA tái tổ hợp.

Trả lời:

• Độ an toàn cao vì chỉ mang thông tin di truyền tạo protein, không dùng virus/vi khuẩn sống.
• Kích hoạt được toàn bộ các thành phần của hệ miễn dịch.
• Sản xuất nhanh, đơn giản, ít tốn kém.
• Có thể sản xuất ở quy mô lớn.
• Đáp ứng nhanh với sự xuất hiện của biến thể hoặc virus mới.

Khám phá (trang 76): Quy trình phát hiện sớm virus H5N1 (Hình 15.3)

Đề bài: Quan sát Hình 15.3 và mô tả quy trình phát hiện sớm virus H5N1 gây bệnh cúm ở gia cầm.

Trả lời: Quy trình gồm các bước:

1. Lấy mẫu bệnh phẩm từ gia cầm nghi nhiễm.
2. Tách chiết RNA tổng số từ mẫu (virus H5N1 có vật chất di truyền là RNA).
3. Tổng hợp cDNA từ RNA (nhờ quá trình phiên mã ngược).
4. Khuếch đại cDNA bằng phản ứng PCR để tăng số lượng bản sao.
5. Điện di kiểm tra sản phẩm PCR trên gel agarose. Nếu xuất hiện vạch (băng) đặc trưng → kết luận mẫu có chứa virus H5N1.

Kết nối năng lực (trang 76)

Đề bài: Sử dụng internet, sách, báo... để tìm hiểu thêm một số ứng dụng của công nghệ sinh học trong chẩn đoán bệnh ở vật nuôi.

Gợi ý trả lời (một số ứng dụng tiêu biểu):

• Kỹ thuật PCR và real-time PCR: phát hiện nhanh, chính xác virus gây bệnh tai xanh, dịch tả lợn châu Phi, cúm gia cầm...
• Kỹ thuật ELISA: phát hiện kháng nguyên/kháng thể trong máu vật nuôi.
• Kỹ thuật giải trình tự gene: xác định chính xác chủng virus, vi khuẩn gây bệnh.
• Que thử nhanh (test kit) dựa trên kháng thể đơn dòng: chẩn đoán tại chỗ ở trang trại.

Luyện tập (trang 76)

Câu 1

Đề bài: Mô tả các bước sản xuất vaccine phòng bệnh cho vật nuôi bằng công nghệ sinh học.

Trả lời:

1. Phân lập và xác định đoạn gene mã hóa protein kháng nguyên của tác nhân gây bệnh.
2. Tách và nhân đoạn DNA mang gene kháng nguyên.
3. Gắn đoạn DNA vào vector (plasmid) tạo DNA tái tổ hợp.
4. Nhân lên số lượng lớn DNA tái tổ hợp.
5. Tinh sạch DNA tái tổ hợp tạo thành vaccine DNA tái tổ hợp.

→ Tiêm vào vật nuôi, DNA chỉ dẫn tế bào tạo protein kháng nguyên, kích hoạt hệ miễn dịch sinh kháng thể bảo vệ cơ thể.

Câu 2

Đề bài: Trình bày các bước phát hiện sớm virus gây bệnh ở vật nuôi nhờ ứng dụng công nghệ sinh học.

Trả lời: Gồm 5 bước (theo Hình 15.2):

Vận dụng (trang 76)

Đề bài: Em hãy tìm hiểu các loại vaccine đang được sử dụng trong chăn nuôi ở gia đình, địa phương em. Nêu ưu, nhược điểm khi sử dụng các loại vaccine đó.

Gợi ý trả lời (em có thể điều chỉnh theo thực tế địa phương):

Một số vaccine phổ biến trong chăn nuôi:

• Vaccine cúm gia cầm H5N1 (cho gà, vịt)
• Vaccine dịch tả lợn, tai xanh, lở mồm long móng
• Vaccine Newcastle (gà rù), Gumboro cho gà
• Vaccine dại cho chó, mèo

Ưu điểm:

• Phòng bệnh chủ động, giảm tỉ lệ mắc bệnh và tử vong cho vật nuôi.
• Giảm thiệt hại kinh tế, hạn chế bùng phát dịch.
• Chi phí thấp hơn nhiều so với chữa bệnh.

Nhược điểm:

• Cần bảo quản đúng nhiệt độ (thường lạnh), nếu sai sẽ giảm hiệu lực.
• Phải tiêm đúng lịch, đúng liều mới hiệu quả.
• Một số vaccine có thể gây phản ứng phụ nhẹ ở vật nuôi.
• Mỗi vaccine chỉ phòng được một (hoặc vài) loại bệnh nhất định.

Em cần thêm cô giải thích kỹ phần nào không, ví dụ vì sao virus H5N1 phải tổng hợp cDNA từ RNA chứ không dùng trực tiếp?