ĐIỆN DI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP
KHOA SINH HỌC
ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG ĐIỆN DI
ĐỀ TÀI


I. Khái niệm
II. Ứng dụng của hiện tượng điện di.
1. Ứng dụng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE cải thiện và nâng cao phẩm chất các giống lúa.
2. Điện di phân tích ADN và ARN.
3. Điện di thuốc.
4. Phân tách protein bằng điện di trên gel.
5. Điện di Protein và DNA trên cây bưởi Da xanh.
6. Ứng dụng kỉ thuật điện di Isozyme trong công tác định danh giống cao su ở vườn nhân tược ghép.
7. Dùng phương pháp điện di đối với da
8. Máy điện di



I. Khái niệm
Điện di: Sự di chuyển của các hạt mang điện dưới tác dụng của điện trường và chiều chuyển động của nó về điện cực trái dấu.
Điện di hay điện di trên gel (electrophoresis hay gel electrophoresis) áp dụng trong sinh học phân tử là một kĩ thuật để phân tích các phân tử ADN, ARN hay protein dựa trên các đặc điểm vật lý của chúng như kích thước, hình dạng hay điểm đẳng điện tích (isoelectric point).
II. Ứng dụng của hiện tượng điện di.
1. Ứng dụng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE cải thiện và nâng cao phẩm chất các giống lúa.


Điện di protein SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate PolyAcrylamide) có thể ứng dụng trên thực vật, động vật, vi sinh vật.

Trong chọn tạo giống lúa, kỹ thuật này giúp phát hiện nhanh những tính chất nổi bật như mùi thơm, protein, amylose...
Buồng điện di protein
Phân tích protein bằng điện di SDS-PAGE
Cải thiện phẩm chất những giống đặc sản như

Nếp Bè 1-2 có chất lượng cơm nấu ngon, dẻo, chiều dài hạt và năng suất cao hơn giống Nếp Bè trước đây nhờ ứng dụng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE để phục tráng giống lúa Nếp Bè đặc sản tại tỉnh Tiền Giang.



Nếp Bè 1-2
Jasmine 85 có biểu hiện bạc bụng, mùi thơm không ổn định, khó tìm được thị trường tiêu thụ.
Nhưng sau khi giống Jasmine được cải thiện phẩm chất bằng kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE, các giống này phát triển tốt, ít sâu bệnh, có thể đạt năng suất và chất lượng cao.
Kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE giúp thanh lọc các dòng bị thoái hóa và tuyển chọn giống theo hướng cải thiện phẩm chất cơm nấu, làm mềm cơm. Đặc biệt là tăng hàm lượng protein, giúp ngon cơm hơn. Kỹ thuật này có chi phí thấp, cho kết quả nhanh hơn so với phương pháp chọn lọc truyền thống. Khả năng chống chịu sâu bệnh hại của các giống này tương đối tốt. Trong các vụ qua, có một số đợt rầy nâu di trú nhưng lúa không bị ảnh hưởng nhiều. Các giống đang trổ bông đều nên năng suất cao.



Việc tạo ra giống lúa thích nghi với điều kiện mặn xâm nhập vào đất liền bằng kỹ thuật điện di SDS-PAGE protein đã phát hiện được các giống chỉ thị thơm và chịu mặn có thể ứng dụng ngay cho công tác lai chọn.


Kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE
2. Điện di phân tích ADN và ARN
Nguyên tắc của phương pháp là do: dưới tác động của điện trường, các phân tử ADN (thường tích điện âm) khác nhau về kích thước, điện tích, mức độ cuộn xoắn và dạng phân tử (mạch thẳng hay mạch vòng) sẽ di chuyển qua hệ mạng của gel từ cực âm (cathode) sang cực dương (anode) với tốc độ di chuyển khác nhau. Vì vậy, chúng dần dần tách nhau ra trên trường điện di, qua đó người ta có thể thu thập và phân tích được từng phân đoạn ADN hoặc gen riêng rẽ. Trên điện trường các phân đoạn ADN có kích thước càng nhỏ càng có tốc độ di chuyển trên điện trường nhanh hơn.


Sau khi điện di kết thúc, các phân tử ADN có thể quan sát thấy nhờ sử dụng các thuốc nhuộm phát huỳnh quang, chẳng hạn như ethidium (chất này gắn kết với ADN bằng cách cài vào khe ở giữa các nucleotit). Mỗi một băng điện di thường phản ánh một tập hợp các phân tử ADN có cùng kích thước.
Điện di gel agarose các chế phẩm ADN thực vật
A: Trung Quân , B: Quế Bì,
C: Lộc Vừng, D: Săng Mây.
M: Thang chuẩn ADN l HindIII
MĐ: Mã Đà, CT: Cát Tiên


Điện di gel agarose các sản phẩm RAPD-PCR của mẫu Trung Quân với các mồi D5, D6, D7, OPA4, OPA10 và OPA12
M: Thang chuẩn ADN 1 kb, MĐ: Mã Đà, CT: Cát Tiên

Điện di gel agarose sản phẩm RAPD-PCR của mẫu Quế Bì với các mồi OPA4, OPA10 và OPA12
M: Thang chuẩn ADN 1 kb, MĐ: Mã Đà, CT: Cát Tiên

Điện di gel agarose sản phẩm RAPD-PCR của mẫu Lộc Vừng với các mồi P4, P10, Z16, Z17, Z18 và Z19.
M: Thang chuẩn ADN 1 kb, MĐ: Mã Đà, CT: Cát Tiên
Điện di gel agarose sản phẩm RAPD-PCR của mẫu Săng Mây với các mồi P4, P10, Z16, Z17, Z18 và Z19.
M: Thang chuẩn ADN 1 kb, MĐ: Mã Đà, CT: Cát Tiên
Điện di trên gel agaroza 1% để kiểm tra các plasmit tái tổ hợp
* Ứng dụng: điện di huyết sắc tố giúp cho việc xác định các huyết sắc tố không bình thường gây ra nhiều bệnh lý...), bệnh như: bệnh rối loạn huyết sắc tố về số lượng (beta- thalassemia, denta-thalassemia rối loạn huyết sắc tố về chất lượng (bệnh huyết sắc tố S, M, E,...). Đây là những bệnh thiếu máu huyết tán bẩm sinh bất thường về huyết sắc tố .
Điện di xác định huyết thống
ĐIỆN DI RA CÁC VẠCH DÀI NGẮN KHÁC NHAU. HÌNH MINH HỌA CỦA CÁC ĐOẠN DNA
3. Điện di thuốc
Khái niệm.
Điện di thuốc (electrophoresis) là phương pháp dùng dòng điện một chiều đều để đẩy một số ion thuốc điều trị vào cơ thể hoặc lấy các ion thuốc có hại ra khỏi cơ thể.
* Nguyên lý của phương pháp điện di thuốc là: Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, trái dấu thì hút nhau. Một dung dịch mà trong đó chất hòa tan có thể phân ly thành các ion (gọi là dung dịch điện ly), khi được đưa vào một điện cực và cho dòng điện một chiều chạy qua thì các ion cùng dấu với điện cực đó sẽ bị đẩy ra khỏi điện cực để đi vào cơ thể.
Ngược lại nếu muốn lấy một ion có hại (ví dụ ion Ca+2) ra khỏi cơ thể thì ta đặt điện cực trái dấu vào vùng da nhiễm ion, điện cực đó sẽ hút các ion này ra khỏi cơ thể về phía nó.
- Tác dụng của điện di thuốc gồm tác dụng do dòng điện một chiều đều và tác dụng do ion thuốc gây ra.
Tác dụng của dòng điện 1 chiều đều
+ Tác dụng giãn mạch: Tại vùng da đặt điện cực có vải đệm sẽ có hiện tượng đỏ da do giãn mạch và có thể kéo dài hàng giờ. Tác dụng giãn mạch sẽ làm tăng cường tuần hoàn và dinh dưỡng, tăng chuyển hóa, chống viêm. Cơ chế do dòng điện tác dụng trực tiếp lên hệ thần kinh vận mạch.


+ Tác dụng lên hệ thần kinh: Tại cực dương có tác dụng giảm đau, giảm co thắt, giảm trương lực cơ. Tại cực âm: có tác dụng kích thích, làm tăng trương lực cơ.

Tác dụng của ion thuốc
Chỉ định điều trị
- Giảm đau hoặc cắt cơn đau trong các chứng đau do nguyên nhân thần kinh, chấn thương, co mạch (chứng co thắt mạch ngoại vi, viêm tắc động mạch, viêm tắc tĩnh mạch).
- Chống viêm mạn như viêm khớp, viêm dây thần kinh, viêm da, viêm màng tiếp hợp…
- Tăng dinh dưỡng và tuần hoàn tại chỗ điều trị vết thương vết loét lâu liền, sẹo xơ cứng, teo cơ.
- Tạo phản xạ đốt đoạn điều hòa các rối loạn của các cơ quan nội tạng ở sâu và ở xa chỗ đặt điện cực. Điều hòa quá trình hưng phấn và ức chế của vỏ não.


4. Phân tách protein bằng điện di trên gel

Sự tinh sạch của protein rất quan trọng vì từ protein tinh sạch chúng ta có thể xác định được trình tự acid amin, mối liên hệ về tiến hóa giữa các protein trong những cá thể khác nhau và khảo sát các chức năng sinh hóa của các protein đó .


minh họa sắc ký trao đổi ion
Minh họa cơ chế giữa protein trong hệ sắc ký trao đổi ion

(a) Những hạt mang điện tích dương sẽ trao đổi ion âm với dung dịch đệm. Protein tích điện âm cùng ion dương tương tác với nó

(b) Khi protein gắn với hạt, protein thay thế những ion âm tương tác với hạt cũng như hạt thay thế những ion dương tương tác với protein


Minh họa cho cơ chế tinh sạch Concanavalin A bằng sắc ký ái lực


5. Điện di Protein và DNA trên cây bưởi Da xanh

Ứng dụng kỹ thuật bằng phương pháp phân tích điện di Protein và DNA trên cây bưởi Da xanh để xác định mức độ đa dạng di truyền của giống bưởi Da xanh trong tỉnh Bến Tre.
Thiết bị phân tích như bộ nguồn chạy điện di protein SDS-PAGE, kỹ thuật DNA và các hóa chất nhuộm màu,…
6. Ứng dụng kĩ thuật điện di Isozyme trong công tác định danh giống cao su ở vườn nhân tược ghép

Phương pháp định danh truyền thống các dòng vô tính cao su trong vườn nhân dựa vào sự phân biệt trên 20 chỉ tiêu hình thái của tược ghép, là phương pháp định tính, đơn giản, cho đến nay vẫn được áp dụng phổ biến với mức tin cậy khá cao.
7. Dùng phương pháp điện di đối với da
- Siêu âm bằng ion điện di dẫn xuất tinh chất vào sâu trong da, giúp da ngừa và trị mụn
Máy luân nhiệt - thiết bị tách DNA và RNA trong kỹ thuật PCR tại Bệnh viện Da liễu TPHCM
8. Máy điện di 
Một số loại máy điện di thông dụng
Bộ điện di nằm ngang cỡ trung
Hệ thống chụp ảnh và phân tích gel điện di
Hệ thống FAST Real-time PCR 6 kênh
Hệ thống PCR Gradient FAST Dual block 48/48
Máy biến nạp xung điện
Điện di ion dùng trong điều trị ra mồ hôi ở tay và chân đạt tiêu chuẩn Châu Âu

THÀNH VIÊN NHÓM 1B

Lê Thị Mỹ An
Ngô Thị Thuỳ Dung
Nguyễn Cẩm Đào
Lê Thị Thanh Hiền
Nguyễn Thị Xuân Hồng
Biện Thị Mỹ Hoàng
Trương Thị Thanh Hương
Huỳnh Tuyết Loan
Trần Thị Kim Ngân
Nguyễn Thị Bé Thơm
Nguyễn Thanh Thoại
Nguyễn Thị Bích Tuyền
Lê Thị Túp