Trong khoảng 3 thập kỷ qua, chúng ta đã trải qua một cuộc cách mạng kiến thức về những vấn đề liên quan đến các quá trình lưu trữ, truyền đạt và biểu hiện của thông tin di truyền ở mức độ phân tử.
Các kiến thức của sinh học phân tử cho phép chúng ta giải thích được mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng của các phân tử sinh học cũng như sự vận hành và kiểm soát các quá trình hoá sinh trong tế bào. Tâm điểm của sinh học phân tử là việc nghiên cứu các đại phân tử và các phức hệ đại phân tử của ADN, ARN và protein cùng các quá trình tái bản, phiên mã và dịch mã.
Trong số các tiến bộ kỹ thuật góp phần tạo ra cuộc bùng nổ về kiến thức nói trên, thì trước tiên phải kể đến những thành tựu của kỹ thuật di truyền hay thao tác gen, nhằm tạo ra các phân tử ADN tái tổ hợp để có thể ứng dụng trong lĩnh vực chuyển gen. Nó không chỉ góp phần củng cố các kiến thức cơ bản mà còn được áp dụng để tạo ra các sinh vật chuyển gen, sản xuất ra các sản phẩm an toàn sử dụng trong y học, thực phẩm, chẩn đoán các bệnh di truyền và liệu pháp gen ở người. Điều này khiến cho một số quan niệm vẫn còn ngự trị cách đây không lâu của chúng ta về khả năng ứng dụng các thành tựu của sinh học phân tử vào thực tiễn, đã thay đổi. Chẳng hạn, vào thập kỷ 70 của thế kỷ XX, việc đề xuất ra ý tưởng phân lập gen hay sử dụng liệu pháp gen để chữa chạy các bệnh nan y cho con người được coi là viển vông, thì ngày nay nó đang hiện hữu, hoặc đang dần trở thành hiện thực. Theo dự báo của Viện nghiên cứu quốc gia Mỹ về gen người thì, đến khoảng năm 2010, người ta sẽ tìm ra các khiếm khuyết gen ở một số bệnh hiểm nghèo như ung thư, đột quỵ. Parkinson, Anzheimer, AIDS,... và dùng liệu pháp gen để điều trị. Đến năm 2015 sẽ mở rộng phương pháp điều trị và sử dụng liệu pháp gen dựa theo bản đồ gen của bệnh nhân. Từ sau năm 2025 sẽ điều chỉnh các khuyết tật di truyền ở người bằng liệu pháp gen.
Nội dung của cuốn sách này đã được lựa chọn để phản ánh những thành tựu lý thuyết cũng như những kỹ thuật cơ bản áp dụng vào việc phân tích các quá trình sinh học ở mức độ phân tử.
Cuốn sách có 15 chương thuộc 5 phần chính như sau:
- Phần một (chương 1) giới thiệu về các loại tế bào prokaryote, eukaryote và các đại phân tử.
- Phần hai (chương 2) đề cập đến cấu trúc, chức năng của protein và phương pháp phân tích chúng.
- Phần ba (chương 3, 4, 5, 6, 7) thảo luận về cấu trúc và động thái của ADN trong quá trình hoạt động. Ngoài ra, bản chất của gen cũng được đề cập đến ở đây.
- Phần bốn (chương 8, 9, 10, 11) trình bày các nguyên lý về mặt lý thuyết và nguyên tắc của các kỹ thuật cơ bản trong thao tác ADN. Ở đây, kỹ thuật PCR, một số loại vectơ tách dòng dùng cho sinh vật prokaryote cũng như eukaryote, các phương pháp cơ bản được sử dụng cho tách dòng gen và cuối cùng là các nguyên lý cùng kỹ thuật cơ bản trong phân tích gen và hệ gen đã được giới thiệu.
- Phần năm (chương 12, 13, 14, 15) trình bày các nguyên lý cơ bản về mã di truyền, cấu trúc và biểu hiện của gen, cũng như sự điều hoà biểu hiện gen ở cả sinh vật prokaryote và eukaryote. Ở chương 15 của phần này cũng như ở chương 11 của phần bốn, một số khía cạnh liên quan đến phân tích hệ gen – trong đó có hệ gen người – và sự điều hoà hoạt động gen bởi ARN, bao gồm cả sự can thiệp của ARN (ARN – interference) — giải thưởng Nobel 2006 – đã được cập nhật.
Cuốn sách này là giáo trình thích hợp – tuỳ mức độ sử dụng khác nhau – cho sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh thuộc ngành sinh học và công nghệ sinh học ở các trường đại học KHTN, Sư phạm, Y, Dược, ĐH Nông nghiệp, ĐH Lâm nghiệp,... đồng thời cũng là tài liệu học tập và tham khảo bổ ích cho học viên cao học, nghiên cứu sinh ở các trường đại học khác, các nhà khoa học chuyên ngành có liên quan ở các Viện nghiên cứu, hoặc những ai quan tâm đến sinh học phân tử.
Những phát kiến mới có liên quan đến sinh học phân tử đang xuất hiện từng ngày và đầy ắp thông tin. Trong khi đó, sự hiểu biết của những người biên soạn cuốn sách này còn hạn hẹp. Vì thế, trong sách hẳn còn những nhược điểm và thiếu sót. Kính mong độc giả đóng góp ý kiến. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về Công ty Cổ phần Sách đại học - Dạy nghễ, 25 Hàn Thuyên, Hà Nội.
Xin chân thành cảm ơn.
CÁC TÁC GIẢ
