GIÁO TRÌNH TIẾNG ANH CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC ENGLISH IN BIOLOGY LÊ THỌ SƠN (CHỦ BIÊN)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LÊ THỌ SƠN (CHỦ BIÊN)

Giáo trình TIẾNG ANH CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC English In Biology

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT 1

2

MỤC LỤC Mục lục .................................................................................................................................. 3 CHAPTER 1 BIODIVERSITY 1.1. What is a species ......................................................................................................... 7 1.1.1. Text in English ..................................................................................................... 7 1.1.2. Terminology and Glossary ................................................................................... 8 1.1.3. Grammar .............................................................................................................. 9 1.1.4. Problems............................................................................................................... 9 1.1.5. Text in Vietnamese ............................................................................................ 10 1.2. Plants: Anatomy and Physiology .............................................................................. 11 1.2.1. Text in English ................................................................................................... 11 1.2.2. Terminology and Glossary ................................................................................. 15 1.2.3. Grammar ............................................................................................................ 18 1.2.4. Problems............................................................................................................. 18 1.2.5. Text in Vietnamese ............................................................................................ 21 1.3. Animals: Anatomy and Physiology .......................................................................... 24 1.3.1. Text in English ................................................................................................... 24 1.3.2. Terminology and Glossary ................................................................................. 26 1.3.3. Grammar ............................................................................................................ 28 1.3.4. Problems............................................................................................................. 28 1.3.5. Text in Vietnamese ............................................................................................ 29 1.4. Animals: Muscle and nervous tissues ....................................................................... 30 1.4.1. Text in English ................................................................................................... 30 1.4.2. Terminology and Glossary ................................................................................. 33 1.4.3. Grammar ............................................................................................................ 34 1.4.4. Problems............................................................................................................. 35 1.4.5. Text in Vietnamese ............................................................................................ 36 CHAPTER 2 CELL BIOLOGY 2.1. Cells as basic units for organisms ............................................................................. 38 2.1.1. Text in English ................................................................................................... 38 2.1.2. Terminology and Glossary ................................................................................. 39 2.1.3. Grammar ............................................................................................................ 40 2.1.4. Problems............................................................................................................. 40 3

2.1.5. Text in Vietnamese ............................................................................................ 41 2.2. Cell: Structure and fusion ......................................................................................... 42 2.2.1. Text in English ................................................................................................... 42 2.2.2. Terminology and Glossar ................................................................................... 45 2.2.3. Grammar ............................................................................................................ 46 2.2.4. Problems............................................................................................................. 46 2.2.5. Text in Vietnamese ............................................................................................ 48 2.3. Virus: Organization and functions ............................................................................ 49 2.3.1. Text in English ................................................................................................... 49 2.3.2. Terminology and Glossary ................................................................................. 51 2.3.3. Grammar ............................................................................................................ 52 2.3.4. Problems............................................................................................................. 52 2.3.5. Text in Vietnamese ............................................................................................ 53 CHAPTER 3 GENETICS 3.1. Gene: Structure and Function ................................................................................... 55 3.1.1. Text in English ................................................................................................... 55 3.1.2. Terminology and Glossary ................................................................................. 58 3.1.3. Grammar ............................................................................................................ 59 3.1.4. Problems............................................................................................................. 59 3.1.5. Text in Vietnamese ............................................................................................ 61 3.2. Gene expression: Transcription ................................................................................ 62 3.2.1. Text in English ................................................................................................... 62 3.2.2. Terminology and Glossary ................................................................................. 64 3.2.3. Grammar ............................................................................................................ 64 3.2.4. Problems............................................................................................................. 65 3.2.5. Text in Vietnamese ............................................................................................ 66 3.3. Polymerase Chain Reaction: A core tool for DNA amplification ............................ 67 3.3.1. Text in English ................................................................................................... 67 3.3.2. Terminology and Glossary ................................................................................. 69 3.3.3. Grammar ............................................................................................................ 70 3.3.4. Problems............................................................................................................. 71 3.3.5. Text in Vietnamese ............................................................................................ 72 CHAPTER 4 PROTEOMICS 4.1. Protein synthesis: Translation ................................................................................... 74 4.1.1. Text in English ................................................................................................... 74 4

4.1.2. Terminology and Glossary ................................................................................. 75 4.1.3. Problems............................................................................................................. 75 1.4.4. Text in Vietnamese ............................................................................................ 76 4.2. Protein: Structure and function ................................................................................. 77 4.2.1. Text in English ................................................................................................... 77 4.2.2. Terminology and Glossary ................................................................................. 81 4.2.3. Problems............................................................................................................. 82 4.3.4. Text in Vietnamese ............................................................................................ 83 CHAPTER 5 |BIOTECHNOLOGY 5.1. Plant-cell and tissue culture ...................................................................................... 85 5.1.1. Text in English ................................................................................................... 85 5.1.2. Terminology and Glossary ................................................................................. 87 5.1.3. Grammar ............................................................................................................ 88 5.1.4. Problems............................................................................................................. 89 5.1.5. Text in Vietnamese ............................................................................................ 90 5.2. Animal-cell culture ................................................................................................... 92 5.2.1. Text in English ................................................................................................... 92 5.2.2. Terminology and Glossary ................................................................................. 94 5.2.3. Grammar ............................................................................................................ 95 5.2.4. Problems............................................................................................................. 95 5.2.5. Text in Vietnamese ............................................................................................ 96 Chú thích ............................................................................................................................. 98 Tài liệu tham khảo ............................................................................................................... 99

5

Chapter 1 BIODIVERSITY 1.1. What is a species 1.1.1. Text in English Literature. Essential Biology with Physiology (Neil A. Campbell 2004).

Figure 1.1. The biological species concept is based on reproductive compatibility rather than physical similarity a. The eastern meadowlark (Sturnella magna, left) and the western meadowlark (Sturnella neglecta) are very similar in appearance, but they are separate species that cannot interbreed. Distinct songs help these birds choose mates of the same species; b. In contrast, humans, as diverse in appearance as we are, belong to a single species (Homo sapiens), defined by our capacity to interbreed T1.1. Ernst Mayr, a biologist, went to New Guinea to study the wildlife in 1927. He explored a great biodiversity of 138 bird species based on the different appearance.

Surprisingly, the local Papuan residents had named 137 birds similar to the Mayr‟s kinds. They did not distinguish two birds that were separated as two species by Mayr.

Mayr‟s experience solidated his view that species are differentiated from one another by separate forms. This observation was distilled into the biological species concept.

T1.2. In the concept, Mayr postulated that species as groups of interbreeding natural populations that are reproductively isolated from other such groups. In other words, a species is a population or group of populations whose members are able to interbreed with each other in nature to produce fertile offspring, but who cannot interbreed with members of the other species (Figure 1.1).

T1.3. Both geography and culture may keep a Manhattan business woman and Mongolian dairyman apart. If they got together, they could have babies who develop to fertile adult 7

individuals. All people are the same species, Homo sapiens. In contrast, humans and chimpanzees are different species even though they have their close evolution and share the living place. These two species could not interbreed. Such the reproductive isolation prevents the gene flow between them and so keep their gene pools separate.

T1.4. It is not precise if we apply the biological species concept to all situations. We exclude asexual organisms that do not produce offspring from interbreedings. Fossils do not have sexual reproduction neither, so they could not be confirmed by the species concept. There are alternative species concepts other biologists prefer. For example, fossils were distinguished with their different appearance. However, the biological species concept by Mayr is still useful with its reproductive limitations that make species separate.

1.1.2. Terminology and Glossary 1. Adult /‟a-dəlt/ cá thể trưởng thành 2. Appearance /ə-ˈpir-əns/ cử chỉ, biểu hiện 3. Asexually /sek-shə-lē/ vô tính 4. Biodiversity /bī-ō-də-ˈvər-sə-tē/ đa dạng sinh học 5. Biologist /bī-ˈä-lə-jist/ người nghiên cứu sinh học 6. Bird /ˈbərd/ loài chim 7. Chimpanzee /chim-pən-ˈzē-ˈpan-zē/ tinh 8. Concept /ˈkän-sept/ phạm trù, khái niệm 9. Develop /di-ˈve-ləp/ phát triển 10. Divide /də-ˈvīd/ chia 11. Distinguish /di-ˈstiŋ-gwish/ phân biệt 12. Fertile /ˈfər-tᵊl/ hữu thụ 13. Form /ˈfȯrm/ dạng, loại 14. Forms of life/ (những) hình thức sống 15. Fossil /ˈfä-səl/ (những) hóa thạch 16. Gene pool /ˈjēn/ˈpül/ quỹ gen 17. Gene flow /.../ˈflō/ dòng gen 18. Interbreed /in-tər-ˈbrēd/ giao phối trong loài 19. Isolation /ī-sə-ˈlā-shən/ sự phân lập 20. Natural /ˈna-chə-rəl/ tự nhiên 21. Observation /äb-sər-ˈvā-shən/ sự quan sát thấy 22. Offspring /ˈȯf-spriŋ/ (plural and singular) con; offsprings (also plural) 23. Population /pä-pyə-ˈlā-shən/ quần thể 8

24. Reproduction /rē-prə-ˈdək-shən/ sự sinh sản 25. Separate forms /ˈse-pə-rāt/…/ (những) dạng phân biệt nhau 26. Sexual /ˈsek-shə-wə/ (sinh sản) hữu tính 27. Species /ˈspē-shēz/ (plural and singular) loài 28. Viable /ˈvī-ə-bəl/ có khả năng sống

1.1.3. Grammar G1. That as noun(s) We exclude asexual organisms that do not produce offspring from interbreedings.

G2. Keep noun(s) adjective Both geography and culture may keep a Manhattan business woman and Mongolian dairyman apart.

G3. In contrast as an adverb In contrast, humans and chimpanzees are different species even though they have their close evolution and share the living place.

1.1.4. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words 1. Adults

14. Gene

2. Appearance

15. Interbreeding

3. Asexually

16. Isolation

4. Biodiversity

17. Natural

5. Biologist

18. Observation

6. Bird

19. Offspring

7. Chimpanzee

20. Organisms

8. Concept

21. Origin

9. Develop

22. Populations

10. Distinguish

23. Reproduction

11. Fertile

24. Separate forms

12. Forms of life

25. Sexual

13. Fossils

26. Species

P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. species/ there are alternative/ other biologist prefer/ concepts 2. fossils/ for example,/ their different appearance/ were distinguished with 9

3. that/ however,/ the biological species concept by Mayr is still useful with its reproductive limitations/ make species separate 4. that group of interbreeding natural populations/ in the concept, Mayr postulated/ that are reproductively isolated from other such groups P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. Both geography and culture may keep a Manhattan business woman and Mongolian dairyman apart.

2. If they got together, they could have babies who develop to fertile adult individuals.

3. All people are the same species, Homo sapiens. In contrast, humans and chimpanzees are different species even though they have their close evolution and share the living place.

4. These two species could not interbreed. Such the reproductive isolation protects the gene flow between them and so keep their gene pools separate.

P4. Understand the biological content 1. What is the concept of biological species?

2. Can a species interbreed?

3. Can two species interbreed?

4. Who was the first person giving the biological species concept?

5. How many bird species did the local Papuans distinct?

6. How many bird species did Mayr find?

P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

1.1.5. Text in Vietnamese T1.1. Ernst Mayr, một nhà sinh vật học, đã đến New Guinea để nghiên cứu động vật hoang dã vào năm 1927. Ông đã khám phá sự đa dạng sinh học phong phú của 138 loài chim dựa trên ngoại hình khác nhau. Thật ngạc nhiên, cư dân Papuan địa phương đã đặt tên cho 137 con chim tương tự như những phân loại của Mayr. Họ đã không phân biệt thành hai loài chim được phân loại bởi Mayr. Kinh nghiệm của Mayr đã củng cố quan điểm của ông rằng các loài được phân biệt với nhau bằng các hình thái tách biệt. Quan sát này được đưa vào khái niệm loài sinh học.

T1.2. Trong khái niệm này, Mayr đã cho rằng một loài là những nhóm các quần thể tự nhiên giao phối nhau, chúng cách ly sinh sản với các nhóm khác kiểu như vậy. Nói cách khác, một loài là một quần thể hoặc một nhóm những quần thể mà các thành viên có khả năng giao phối với nhau trong tự nhiên để sinh ra những đứa con hữu thụ, nhưng chúng không thể giao phối với các thành viên của loài khác (Hình 1.1).

10

T1.3. Cả địa lý và văn hóa có thể khiến một nữ doanh nhân Manhattan và người bán sữa Mông Cổ xa cách nhau. Nếu họ kết hợp với nhau, họ có thể có những đứa trẻ chúng phát triển thành những cá thể trưởng thành hữu thụ. Tất cả mọi con người là cùng một loài, là loài người. Ngược lại, con người và tinh tinh là những loài khác nhau mặc dù chúng có sự tiến hóa gần nhau và cùng chia sẻ nơi sinh sống. Hai loài này không thể giao phối với nhau. Sự cách ly sinh sản như vậy ngăn cản dòng gen giữa chúng và do đó giữ cho các nhóm gen của chúng tách biệt.

T1.4. Thật không chính xác nếu chúng ta áp dụng khái niệm loài sinh học cho tất cả các tình huống. Chúng ta loại trừ các sinh vật vô tính không sinh con từ sự giao phối.

Những hóa thạch cũng không có sinh sản hữu tính, vì vậy chúng không thể được xác nhận bởi khái niệm loài. Có những khái niệm loài thay thế khác mà những nhà sinh học khác ưa sử dụng hơn. Ví dụ, hóa thạch được phân biệt với đặc điểm khác nhau của chúng. Tuy nhiên, khái niệm loài sinh học của Mayr vẫn hữu ích bởi những quy định ngặt ngèo về sinh sản mà làm cho các loài được phân biệt.

1.2. Plants: Anatomy and Physiology 1.2.1. Text in English Literature. Plant anatomy (Barclay 2002); Plant Physiology (Lincoln Taiz 2002).

T2.1. Introduction. Higher plants much differ in size and appearance and they are constructed of tissues including dermal to cover the plant surface, ground to store and support materials, and vascular to transport substances. These tissues are arranged to create vegetative organs: roots, which provide water, nutrients and anchorage; stems, which perform support; and leaves, which produce food for growth. Over extremely long time, organs are evolved various functions. For example, flowers of angiosperms are leaves modified for reproductions.

Figure 1.2. Longitudinal section through a typical plant and cross section of the specific areas. Longitudinal sections of stem apex (a), stem (b) and root (c).

Relative cross-sections stem apex (d), stem (b) and root (f) 11

T2.2. Meristems are composed of groups of cells that partially control the growth and development of all tissues and organs in plants. Here is a brief description of meristems, the structure and function of the tissues and organs. Last, it is the introduction to the structure of fruits and seeds and their modification for dispersal. Figure 1.2 illustrates the basic structures of a plant.

T2.3. Meristems: Since rooting to one spot, plants adapt to the conditional changes in order to survive. They must be able to regenerate parts that are lost or wounded during their development and continue the production of flowers and seed. Because of these reasons, plants need to constantly renew themselves through localized growth in meristems. The meristems are undifferentiated cells. Determinate meristems are purposeful for structures of a certain size such as flowers and leaves.

T2.4. All the leaves on a tree are similar to each other because the effective activity of the determinate meristems creates copies of design. Indeterminate meristems are sources of fresh cells, triggering increase in length (apices) or girth (cambia). The activity of meristems early happens in embryogenesis. Plants have two fundamental primary meristems during embryogenesis. The ground one produces cortex and pith and the procambium one generates vascular tissues. Some plants have another primary meristem generated in 16 - cell ovules. The eight cells in the outer layer become primary meristem for the epidermis of the plants.

T2.5. In shoot and root tips, groups of meristematic cells, called apical meristems, add length of the plant and the axillary buds give rise to branches. In grasses, intercalary meristems localize in nodes of stems and in the base of leaves and cause the elongation of the organs.

Figure 1.3. Cross-section of a dicotyledonous stem 12

T2.6. A lot of monocotyledonous plants have only primary meristems and lack secondary development. Vascular cambium manufactures xylem to the inside and phloem to the outside of the stems and roots. Cambium lies between its derivative tissues, is therefore an intercalary meristem. Primary meristems do not give new cells and disappear at certain developmental stages while cambium is indeterminate in its function (Figure 1.3).

T2.7. Plants are susceptible to mutation because they are long-lived and faced with ionizing ultraviolet light from the sun. The mutations seemingly occur when cells process their divisions, so for plants, the fewer cell divisions are, the better for their growth. Meristems protect the plants from the repetitive of the cell divisions, reducing the potential to mutation. Because plants require growth in meristems, this puts the plants at risk of accumulating mitotic mutations if they do endless proliferation for the same cell lines. To avoid the matter, plants have multistep meristems that process secondary vascular tissues (Figure 1.4).

Figure 1.4. Production of secondary vascular tissue of multistep meristem T2.8. Dermal layers. Plants are packaged in layers of protected cells. Epidermis was the outermost cell layers of the primary body of plants and in herbaceous plants it wraps leaves, stems and roots. Some plants have one cell layer thick (uniseriate) and some others have multiple layers thick (multiseriate). The epidermis is coated with cutin, so called cuticle, which is made of fatty substance and is indigestible for pathogens. The cuticle is saturated with long-chain waxes that enables it to be impermeable to water.

T2.9. The cuticle is transparent, so light could pass through and then come to photosynthetic tissues beneath. It protects the plants from mutagenic, ultraviolet sunlight. The epidermis includes stomata that exchange gas between plants and the surrounding air. Each stoma has a pair of guard cells with bean-shape. The guard cells can bend apart to make a pore. They have big nuclei and chloroplasts.

T2.10. Trichomes emerge from the epidermal cells and outward the surrounding environment. They are formed by a single team of cells that are repeatedly divided.

The functions of trichomes include shading the plant surface, decreasing the air movement, and protecting the plant from insects and herbivores. Trichomes on the leaves of the insectivorous sundew (Drosera) excrete a sticky nectar to charm and hold insects, then curve inward to trap them, release the digestive enzymes to uptake nutrients from the prey.

13

T2.11. Parenchyma is a ground tissue and occupies a lot of the cortex and pith of stems and roots. It is composed of undifferentiated, isodiametric cells that have large vacuoles surrounded by thin cytoplasm.

T2.12. Vascular tissue. Higher plants have two transport organizations, the phloem and xylem, in a vascular tissue. They develop and elongate side by side in the stem, roots and branches. Xylem transports water and minerals from roots toward the other organs of the plant. Phloem does the transportation of photosynthetic products, mainly sugars and amino acids from the leaves to the other organs and tissues of the plant. The cells are long-tubular and joined end to end. That is why they are able to transport the substrate molecules.

T2.13. The organ system. Roots anchor the plants in soil, absorb mineral ions and water.

The roots also produce growth factors and store sugars and starch. In structural, each root has four zones, the tip with a root cap absorbs water and mineral ions from the outside environment into the root. The next are the elongation and root hair zones. Root hairs are outgrowth of epidermal cells, fragile and short-lived. The lateral-root zone or maturation zone that includes endodermis to enclose the stele (Figure 1.5).

Figure 1.5. Root cross-sections. Remote zone (a); Proximal zone (b) 14

T2.14. Stems and their branches raise leaves in a hierarchy arrangement to maximally expose to sunlight, and also flowers to attract pollinators. Branches arise from the apical and axillary buds with four patterns that have been identified. Monopodial plants have an active shoot apical meristem and axillary shoots are secondary and controlled by the main shoot apex. In sympodial plants, the shoot apex reaches reproduction or aborts.

One axillary shoot grows to become the main stem.

T2.15. Leaves are responsible for photosynthates but they are modified to do protection (spines, bud scales), support (tendrils), storage, nitrogen requirement (insect trap leaves) and pollinations (flower petals). Leaves of dicotyledonous plants have wide surfaces to optimize photosynthesis and expose lots of chlorophyll to light. They also evaporate heat and wind forces, maintain water, exchange gases and elevate pathogens. The leaf blade (lamina) stretches away from the stem by a flexible leaf stalk (petiole).

T2.16. Flowers are designed for sexual reproduction. They have concentric rings of sepals, petals, stamens and carpels. Green sepals mostly resemble leaves, petals and colored (petaloid) sepals have no mesophyll, little sclerenchyma and chromoplasts. In botany, a fruit is a mature ovary of an angiosperm. The ovary wall is thickened to form three layers. The seed is the fertilized and mature ovule of a flower. A seed has a plant embryo that is in a resting state before germination.

1.2.2. Terminology and Glossary 1. Absorb /əbˈsȯrb/ hấp thụ 2. Angiosperm /ˈan-jē-ə-spərm/ thực vật hạt kín 3. Apex (plural, Apices) /ˈā-peks/ đỉnh 4. Apical bud /ˈā-pi-kəl/ˈbəd/ đỉnh chồi chính 5. Apical meristems /…/ˈmer-ə-stem/ mô phân sinh đỉnh 6. Axillary bud /ˈak-sə-ler-ē/…/ đỉnh chồi bên 7. Botany /ˈbä-tə-nē/ thực vật học 8. Bud scale /…/ˈskāl/ bao lá mầm 9. Cambium (plural, Cambia) /ˈkam-bē-əm/ tầng phát sinh mạch 10. Carpel /ˈkär-pəl/ nhụy hoa 11. Cell division /ˈsel/ də-ˈvi-zhən/ phân chia tế bào 12. Cell/ tế bào 13. Chloroplast /ˈklȯr-ə-plast/ lục lạp 14. Cortex /ˈkȯr-teks/ vỏ 15. Cuticle /ˈkyü-ti-kəl/ hỗn hợp cuticle

15

16. Cutin /ˈkyü-tᵊn/ lớp cutin 17. Determinate meristem /di-ˈtər-mə-nət/ˈmer-ə-stem/ mô phân sinh giới hạn (định hướng) 18. Developmental stage /dē-ve-ləp-ˈmen-tᵊl/ˈstāj/ giai đoạn phát triển 19. Dicotyledonous plant /dī-kä-tə-ˈlē-də-nəs/…/ thực vật hai lá mầm 20. Digestive enzyme /dī-ˈje-stiv/ˈen-zīm/ enzyme giới hạn 21. Embryo /ˈem-brē-ō/ phôi 22. Endodermis /en-də-ˈdər-məs/ nội bì, vỏ trong 23. Epidermal cells /en-də-ˈdər-məl/…/ tế bào biểu bì 24. Epidermis /e-pə-ˈdər-məs/ biểu bì 25. Fertilize /ˈfər-tə-līz/ thụ tinh 26. Flower petal /ˈfla -ər / ˈpe-tᵊl/ cánh hoa 27. Flower / hoa 28. Fruit /ˈfrüt/ quả 29. Function /ˈfəŋk-shən/ chức năng 30. Germination /jər-mə-ˈnā-shən/ sự nảy mầm 31. Ground meristem /ˈgra nd/…/mô phân sinh vỏ 32. Ground tissue /ˈti-shü/ mô cơ bản 33. Growth /ˈgrōth/ sinh trưởng 34. Guard cell /ˈgärd/…/ tế bào bảo vệ 35. Higher plants/ những thực vật bậc cao 36. Indeterminate meristem /in-di-ˈtərm-nə/…/ mô phân sinh không giới hạn 37. Insect /ˈin-sekt/ côn trùng 38. Intercalary meristem /in-ˈtər-kə-ler-ē/…/ mô phân sinh lóng (nằm giữa) 39. Lateral-root zone /ˈla-tə-rəl/…/ˈzōn/ vùng rễ bên 40. Leaf blade (lamina) /…/ˈblād/ (ˈla-mə-nə) phiến lá 41. Leaf stalk (polio) /ˈstȯk/ (ˈpō-lē-ō) cuống lá 42. Localized growth /ˈlō-kə-līz/…/ sự sinh trưởng trong mô phân sinh đỉnh ở thực vật 43. Mature /mə-ˈch r/ trưởng thành 44. Meristem/ mô phân sinh 45. Mesophyll /ˈme-zə-fil/ mô dậu 46. Mitotic mutation /mī-ˈtä-tik/myü-ˈtā-shən/ sự đột biến trong quá trình nguyên phân 47. Molecular /mə-ˈle-kyə-lər/ phân tử 16

48. Monopodial plants /mä-nə-ˈpō-dē-əl/…/ thực vật có kiểu sinh trưởng một trục 49. Multistep meristem /məl-tē-ˈstep/…/ mô phân sinh nhiều lần 50. Nutrient /ˈnü-trē-ənt/ chất dinh dưỡng 51. Organ /ˈȯr-gən/ cơ quan 52. Ovary /ˈō-və-rē/ buồng trứng 53. Ovule /ˈō-vyül/ noãn 54. Parenchyma /pə-ˈreŋ-kə-mə/ nhu mô 55. Pathogen /ˈpa-thə-jən/ yếu tố gây bệnh 56. Petal /ˈpe-tᵊl/ cánh hoa 57. Petaloid /ˈpe-tə-lȯid/ kiểu cánh tràng 58. Phloem /ˈflō-em/ (mạch) libe 59. Photosynthate /fō-tō-ˈsin-thāt/ quang hợp 60. Photosynthesis /fō-tō-ˈsin-thə-səs/ quá trình quang hợp 61. Pith /ˈpith/ lõi 62. Pollination /pä-lə-ˈnā-shən/ sự thụ phấn 63. Prey /ˈprā/ con mồi 64. Primary meristem /ˈprī-mer-ē/…/ mô phân sinh sơ cấp 65. Procambium meristem /prō-ˈkam-bē-əm/…/ mô phân sinh mạch dẫn 66. Proliferation /prə-ˈli-fə-rāt/ tăng sinh 67. Resting state /ˈre-stiŋ/ trạng thái nghỉ 68. Root apical /ˈrüt/…/ đỉnh chồi rễ 69. Root cap /ˈkap/ đầu rễ 70. Root hair zone/ vùng lông rễ 71. Root tip /ˈtip/ đầu (đỉnh) rễ 72. Root/ rễ 73. Sclerenchyma /sklə-ˈreŋ-kə-mə/ mô cứng 74. Secondary development /ˈse-kən-der-ē/ di-ˈve-ləp-mənt/ phát triển thứ cấp 75. Seed /ˈsēd/ hạt 76. Sepal /ˈsē-pəl/ đài hoa 77. Shoot apex /ˈshüt/…/ đỉnh sinh trưởng chồi 78. Spine /ˈspīn/ gai 79. Stamen /ˈstā-mən/ nhị hoa 17

80. Starch /ˈstärch/ tinh bột 81. Stele /ˈstēl/ lõi của cây (phần lõi thực và mạch) 82. Stem /ˈstem/ thân 83. Stoma /ˈstō-mə/ khí khổng 84. Stomata /ˈstō-mə-tə/ những khí khổng 85. Storage /ˈstȯr-ij/ tích trữ 86. Structure /ˈstrək-chər/ cấu trúc 87. Sugar /ˈsh -gər/ đường 88. Sympodial plants /sim-ˈpō-dē-ə/…/ thực vật có kiểu sinh trưởng hợp gốc (chồi bên) 89. Tendril /ˈten-drəl/ tua cuốn 90. Transport /trans-ˈpȯrt/ vận chuyển 91. Trichome /ˈtri-kōm/ gai 92. Undifferentiated /ən-di-fə-ˈren-shē-ā-təd/ không biệt hóa 93. Vacuole /ˈva-kyə-wōl/ không bào 94. Vascular tissue /ˈva-skyə-lər/ ˈti-shü/ mô mạch Xylem /ˈzī-ləm/ mạch xylem1.2.3. Grammar G1. Compound adjective: Adjective-Ved (past participle) such as short-lived Root hairs are outgrowth of epidermal cells, fragile and short-lived.

G2. Because of noun Because of these reasons, plants need to constantly renew themselves through localized growth in meristems.

G3. Such as noun(s) Determinate meristems are designed to produce structures of a certain size, such as leaves and flowers.

G4. Differ in noun(s) Higher plants much differ in size and appearance.

G5. In order to verb Since rooting to one spot, plants adapt to the conditional changes in order to survive.

1.2.4. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words

18

1. Angiosperms

29. Organ

2. Cambial cyclinder

30. Parenchyma

3. Carpel

31. Pericarp

4. Chloroplast

32. Pericycle

5. Chromoplast

33. Petal

6. Cork cambium

34. Petiol

7. Cork

35. Phelloderm

8. Cortex

36. Phloem

9. Dermal

37. Photosynthesis

10. Determinate meristem

38. Pith

11. Dicotyledonous plants

39. Procambium

12. Digestive enzyme

40. Protoderm

13. Dispersal

41. Reproduction

14. Epidermis

42. Root cap

15. Fertilize

43. Root hair

16. Germination

44. Sclerenchyma

17. Ground meristem

45. Sepal

18. Ground

46. Spine

19. Guard cell

47. Stamen

20. Isodiametric cell

48. Stem

21. Lamina

49. Stinging nettle

22. Leaves

50. Stoma

23. Meristem

51. Sympodial plants

24. Monocotyledonous

52. Tendril

25. Monopodial plants

53. Transport system

26. Multistep meristem

54. Trichome

27. Nut

55. Vacuole

28. Nutrient P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. the phloem and xylem/ higher plants have two transport organizations/ in a vascular tissue 19

2. the cuticle is transparent/ then come to photosynthetic tissues beneath/ so light could pass through and 3. epidermis was the outermost cell layers of the primary body of plants/ in herbaceous plants/ and it wraps leaves, stems and roots 4. The meristems are undifferentiated cells and their activity happens in early embryogenesis 5. plants/ including dermal to cover the plant surface, ground to store and support materials, vascular to transport substances/ are constructed of tissues 6. stems/ raise leaves in a hierarchy arrangement to maximally expose to sunlight, and also flowers to attract pollinators/ and their branches 7. leaves/ but they/ are modified to do protection (spines, bud scales), support (tendrils), storage, nitrogen requirement (insect trap leaves) and pollinations (flower petals)/ are responsible for photosynthates 8. flowers are designed/ they have/ concentric rings of sepals, petals, stamens and carpels/ for sexual reproduction P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. Higher plants have two transport organizations, the phloem and xylem, in a vascular tissue.

2. They develop and elongate side by side in the stem, roots and branches. Xylem transports water and minerals from root toward the other organs of the plant.

3. Phloem does the transportation of photosynthetic products, mainly sugars and amino acids from the leaves to the other organs and tissues of the plant.

4. The cells are long-tubular and joined end to end. That is why they are able to transport the substrate molecules.

5. Leaves are responsible for photosynthates but they are modified to do protection (spines, bud scales), support (tendrils), storage, nitrogen requirement (insect trap leaves) and pollinations (flower petals).

6. Leaves of dicotyledonous plants have wide surfaces to optimize photosynthesis and expose lots of chlorophyll to light.

7. They also evaporate heat and wind forces, maintain water, exchange gases and elevate pathogens. The leaf blade (lamina) stretches away from the stem by a flexible leaf stalk (petiole).

20

P4. Understand the biological content 1. What organs are usually there in a higher plant?

2. In a cross-section of a plant stem, what are the tissues you could see?

3. What are the functions of leaves?

4. What are the functions of flowers?

5. How do plants transport water and minerals?

6. How do plants transfort photosynthetic metabolites?

P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

1.2.5. Text in Vietnamese T2.1. Giới thiệu. Thực vật bậc cao có nhiều kích thước và hình dáng khác nhau và chúng được xây dựng từ những lớp mô bì phủ bề mặt cây, mô cơ bản lưu trữ và hỗ trợ các chất, và mô mạch vận chuyển các phân tử. Các mô này được sắp xếp để tạo ra những cơ quan sinh dưỡng: Rễ, cung cấp nước, chất dinh dưỡng và neo giữ; thân cây, thực hiện hỗ trợ; và lá, sản xuất thức ăn cho sự tăng trưởng. Trong thời gian rất dài, các cơ quan được phát triển có chức năng khác nhau. Ví dụ, hoa của thực vật hạt kín là những chiếc lá được sửa đổi để thực hiện sinh sản.

T2.2. Những mô phân sinh được tạo từ những nhóm tế bào mà chúng kiểm soát một phần sự tăng trưởng và phát triển của tất cả các mô và cơ quan trong thực vật. Dưới đây là một mô tả ngắn gọn về mô phân sinh, cấu trúc và chức năng của các mô và cơ quan.

Sau cùng, đó là phần giới thiệu về cấu trúc của quả và hạt và biến đổi chúng để phân tán. Hình 1.2 minh họa các cấu trúc cơ bản của cây.

T2.3. Những mô phân sinh. Vì cắm chốt ở một điểm, thực vật thích nghi với những thay đổi điều kiện sống để sống. Chúng nhất định cần có khả năng tái sinh những phần bị mất hoặc tổn thương trong quá trình phát triển và tiếp tục tạo hoa và hạt giống. Vì những lý do này, thực vật cần liên tục làm mới mình thông qua sự tăng trưởng trong mô phân sinh. Những mô phân sinh là những tế bào không được biệt hóa. Những mô phân sinh giới hạn thì dành cho những cấu trúc có kích thước nhất định như hoa và lá.

T2.4. Tất cả những cái lá trên cây tương tự nhau vì hoạt động hiệu quả của các mô phân sinh giới hạn tạo ra những bản sao cấu trúc. Những mô phân sinh không giới hạn là nguồn của những tế bào rất mới, việc này làm tăng chiều dài (những đỉnh) hoặc chu vi (những tầng phát sinh thân). Hoạt động của mô phân sinh sớm xảy ra trong quá trình tạo phôi. Thực vật có hai mô phân sinh cơ bản trong quá trình phát triển phôi thai. Mô phân sinh cơ bản tạo ra vỏ và lõi và mô phân sinh mạch tạo ra các mô mạch dẫn. Một số thực vật có một mô phân sinh sơ khai được tạo ra trong những cái noãn 16 tế bào.

Tám tế bào ở lớp ngoài trở thành mô phân sinh chính cho lớp biểu bì của cây.

21

T2.5. Trong chồi và rễ, những nhóm tế bào mô phân sinh, được gọi là mô phân sinh đỉnh, làm tăng chiều dài của cây và chồi nách tạo ra các nhánh. Trong các loại cỏ, mô phân sinh lóng khu trú trong các nốt của thân và trong gốc lá và tạo ra sự kéo dài của các cơ quan.

T2.6. Rất nhiều cây một lá mầm chỉ có mô phân sinh sơ cấp và thiếu sự phát triển thứ cấp.

Mô phân sinh mạch sản xuất xylem vào phía bên trong và phloem hướng ra phía bên ngoài của thân và rễ. Mô phân sinh này nằm giữa các mô được sinh ra từ chính nó, do đó là một mô phân giữa (mô phân sinh lóng). Các mô phân sinh sơ cấp không cung cấp các tế bào mới và biến mất ở các giai đoạn phát triển nhất định trong khi đó mô phân sinh mạch không giới hạn về chức năng của nó (Hình 1.3).

T2.7. Thực vật dễ bị đột biến vì chúng sống lâu và phải đối mặt với tia cực tím ion hóa từ mặt trời. Những đột biến dường như xảy ra khi các tế bào thực hiện sự phân chia của chúng, vì vậy đối với thực vật, sự phân chia tế bào càng ít thì càng tốt cho sự phát triển của chúng. Những mô phân sinh bảo vệ thực vật khỏi sự lặp đi lặp lại của phân chia tế bào, làm giảm khả năng đột biến. Vì thực vật đòi hỏi sự tăng trưởng trong mô phân sinh, điều này khiến cây có nguy cơ tích lũy các đột biến phân bào nếu chúng sinh sôi nảy nở vô tận cho cùng một dòng tế bào. Để tránh vấn đề này, thực vật có nhiều mô sinh phân đa bậc những mô này thực hiện tạo các mô mạch thứ cấp (Hình 1.4).

T2.8. Các lớp bì. Thực vật được bao gói lại trong những lớp tế bào được bảo vệ. Biểu bì là những lớp tế bào ngoài cùng của cơ thể sơ cấp của thực vật và trong các loại cây thân thảo, nó bọc lá, thân và rễ. Một số thực vật có độ dày một lớp tế bào (uniseriate) và một số khác có nhiều lớp (muliseriate). Lớp biểu bì được phủ cutin, nên được gọi là lớp cutin, nó được làm từ chất béo và khó tiêu hóa đối với những mầm bệnh. Biểu bì gồm những phân tử mạch sáp dài làm cho nó không thể thấm nước.

T2.9. Biểu bì trong suốt, vì vậy ánh sáng có thể đi qua và sau đó đến các mô quang hợp bên dưới. Nó bảo vệ cây khỏi tia cực tím, yếu tố gây đột biến. Lớp biểu bì bao gồm cả khí khổng trao đổi khí giữa thực vật và không khí xung quanh. Mỗi khí khổng có một cặp tế bào bảo vệ với hình dạng hạt đậu. Những tế bào bảo vệ có thể uốn cong để tạo ra lỗ. Chúng có những hạt nhân lớn và những lục lạp.

T2.10. Những cái lông xuất phát từ những tế bào biểu bì và hướng ra ngoài môi trường xung quanh. Chúng được hình thành bởi một nhóm các tế bào được phân chia lặp đi lặp lại. Những chức năng của lông bao gồm che bóng bề mặt thực vật, giảm chuyển động không khí và bảo vệ cây khỏi côn trùng và động vật ăn cây cỏ. Những lông trên lá của cây Drosera ăn côn trùng bài tiết một loại mật hoa dính để quyến rũ và giữ côn trùng, sau đó cong vào bên trong để bẫy chúng, giải phóng các enzym tiêu hóa để hấp thụ chất dinh dưỡng từ con mồi.

22

T2.11. Nhu mô là một mô cơ bản được cấu tạo từ các tế bào kiểu “lan tỏa” không biệt hóa. Chúng có không bào lớn được bao quanh bởi tế bào chất mỏng và chiếm rất nhiều vỏ và thân của thân và rễ.

T2.12. Mô mạch. Thực vật bậc cao có hai cơ quan vận chuyển, phloem và xylem, trong một mô mạch. Chúng phát triển và kéo dài cạnh nhau trong thân, rễ và cành. Xylem vận chuyển nước và khoáng chất từ rễ đến các cơ quan khác của cây. Phloem vận chuyển các sản phẩm quang hợp, chủ yếu là đường và axit amin từ lá đến các cơ quan và mô khác của cây. Các tế bào có hình ống dài và nối từ đầu đến cuối. Đó là lý do tại sao chúng có thể vận chuyển những phân tử.

T2.13. Hệ thống cơ quan. Rễ neo giữ cây vào đất, hấp thụ các ion khoáng và nước. Rễ cũng tạo ra những yếu tố sinh trưởng và lưu trữ đường và khởi động. Về cấu trúc, mỗi rễ có bốn vùng, chóp có chóp rễ sẽ hấp thụ nước và các ion khoáng từ môi trường bên ngoài vào gốc. Tiếp theo là các vùng kéo dài và lông rễ. Lông rễ là sự phát triển hướng ngoài của các tế bào biểu bì, mỏng manh và sống ngắn. Vùng gốc bên hoặc vùng trưởng thành bao gồm nội bì để bao quanh cái lõi (Hình 1.5).

T2.14. Những thân cây và những cái nhánh của chúng sinh ra lá theo cách sắp xếp thứ bậc để tiếp xúc tối đa với ánh sáng mặt trời, và cũng là hoa để thu hút thụ phấn. Những cái nhánh mọc lên từ chồi đỉnh và chồi nách với bốn kiểu đã được xác định. Thực vật có kiểu một trục có mô phân sinh đỉnh chồi hoạt động và chồi nách là thứ yếu và được kiểm soát bởi đỉnh chồi chính. Ở thực vật có kiểu sinh trưởng hợp gốc, đỉnh chồi phát triển sinh sản hoặc dừng lại. Một chồi nách phát triển để trở thành thân chính.

T2.15. Những cái lá chịu trách nhiệm cho quang hợp nhưng chúng được sửa đổi để bảo vệ (gai, vảy), hỗ trợ (gân), lưu trữ, có nhu cầu nitơ (lá bẫy côn trùng) và thụ phấn (cánh hoa). Những cái lá của cây hai lá mầm có bề mặt rộng để tối ưu hóa quá trình quang hợp và bộc lộ rất nhiều diệp lục ra ánh sáng. Chúng cũng làm bay hơi các lực nhiệt và gió, duy trì nước, trao đổi khí và xua đuổi mầm bệnh. Phiến lá (lamina) kéo dài ra khỏi thân bằng cuống lá có thể cong gập (cuống lá).

T2.16. Hoa được tạo ra cho sinh sản hữu tính. Chúng có các vòng đồng tâm của lá đài, cánh hoa, nhị hoa và mộc. Những lá đài xanh lá cây hầu hết giống với những cái lá, cánh hoa và lá đài (kiểu cánh tràng) có màu không có mô dậu, chút ít mô cứng và những sắc lạp. Trong thực vật học, một quả là một buồng trứng trưởng thành của thực vật hạt kín. Thành buồng trứng dày lên tạo thành ba lớp. Hạt giống là noãn thụ tinh và trưởng thành của một bông hoa. Một hạt giống có một phôi cây đang ở trạng thái nghỉ trước khi nảy mầm.

23

1.3. Animals: Anatomy and Physiology 1.3.1. Text in English Literature. Essential Biology with Physiology (Neil A. Campbell, 2004).

T3.1. The cell is the basic building structure of living organisms. In multicellular organisms such as animals, a tissue is assembled by many structurally-similar cells to perform specific functions. The structure of the cells usually enables them to handle the specific functions. An individual animal has four main kinds of tissues: epithelial tissue, connective tissue, muscle tissue and nervous tissue.

Figure 1.6. Epithelial tissue. Epithelium is found in a variety of body structures, including the skin and the linings of most organs. The epidermis of the skin is made up of layers of tightly packed epithelial cells

24

T3.2. Epithelial tissue (or epithelium) encloses the body surface and lines organs and body cavities (Figure 1.6). The outermost sheet of skin, heart cavity, blood vessels, digestive tract, respiratory tract are the epithelial tissue. The epithelial tissue creates glands such as sweat glands and breast glands in animals. The epithelial cells are tightly stick together, forming a continuous sheet to protect the inner body.

T3.3. The surface-covering epithelium needs to renew itself because old cells are shaded and new cells are born. Hot liquid or sharp snacks destroy the epithelial cells lining the mouth. The cells must be renewed by rapid cell divisions in every two weeks. Such the cell divisions enhance the development of epithelial cancer which is called carcinomas in skin, lung and breast.

T3.4. In contrast to epithelia, in which the cells are together packed, connective tissues are constructed by spare cells scattering through extracellular matrices. A matrix is a mixture of protein fibers that are embedded in a base such as a liquid in blood, jellylike in an adipose tissue or solid in bone.

Figure 1.7. Types of connective tissues. (a) Loose connective tissue under skin; (b) Adipose tissue; (c) blood; (d) Fibrous connective tissue forming tendons; (e) Cartilage at the end of bones; (f) Bone

25

T3.5. Six major types of connective tissues are illustrated in Figure 1.7. The loose connective tissue is the most widespread in vertebrates. The matrix of the tissue has collagen fibers that produce strong strength. For example, collagen fibers protect the body flesh from pulling apart from the bone.

T3.6. The adipose tissues accumulate fat in cells. The fat of each cell is stored in a globule that shrinks when the fat is digested for energy. The fat also mechanically pads and thermally insulates the body. Blood is a connective tissue with a liquid matrix. In the tissue, red and white blood cells are suspended in the matrix. Blood generally roles in substrate transportation from one to other parts of the body and plays immunity.

T3.7. The other three types of the tissues have condensed matrices. The fibrous connective tissue has a matrix of collagen. It forms tendons attaching muscles to bones and ligaments joining bones to bones at joints. The matrix of cartilage is elastic and strong.

Flip and flap your ears to get how the cartilage functions. Cartilage forms shock-taking pads of the vertebrae in the spine. It does not have blood vessels, so when injured it heals slowly. Bone is a rigid connective tissue with a matrix of plastic fibers solidified by calcium accumulation. This incorporation make bone hard but not fragile.

1.3.2. Terminology and Glossary 1. Adipose tissue/ˈa-də-ˌpōs/ mô mỡ 2. Blood vessel /ˈbləd/ˈve-səl/ mạch máu 3. Blood/ máu 4. Bone /ˈbänd/ xương 5. Breast gland /ˈbrest /ˈgland/ tuyến sữa 6. Calcium /ˈkal-sē-əm/ Can xi 7. Cartilage/ ˈkär-tə-lij/ sụn 8. Collagen /ˈkä-lə-jən/ loại protein có tên collagen 9. Connective tissue /kə-ˈnek-tiv/ mô liên kết 10. Digestive tract /dī-ˈje-stiv/ˈtrakt ống tiêu hóa 11. Elastic /i-ˈla-stik/ mềm dẻo 12. Epithelial tissue /e-pə-ˈthē-lē-əl/ biểu mô 13. Extracellular /ek-strə-ˈsel-yə-lər/ ngoại bào 14. Fat /ˈfat/ chất béo 26

15. Flesh /ˈflesh/ phần da và thịt của cơ thể 16. Fragile /ˈfra-jəl/ dễ vỡ 17. Heart cavity /ˈhärt/ˈka-və-tē/ khoang tim 18. Inner body /ˈi-nər/ˈbä-dē/ cơ thể phía trong 19. Insulate /ˈin-sə-ˌlāt/ bảo vệJoint /ˈjȯint/ khớp nối 20. Ligament /ˈli-gə-mənt/ dây chằng 21. Liquid /ˈli-kwəd/ dạng lỏng 22. Matrices /ˈmā-trə-sēz/ những chất nền 23. Matrix /ˈmā-triks/ chất nền 24. Multicellular /məl-tē-ˈsel-yə-lər/ đa bào 25. Muscle tissue /ˈmə-səl/ mô cơ 26. Nervous tissue /ˈnər-vəs/ mô thần kinh 27. Organism /ˈȯr-gə-ni-zəm/ sinh vật 28. Outermost sheet /ˈau -tər-mōst/ˈshēt/ lớp bên ngoài cùng 29. Pad /ˈpad/ che chở 30. Plastic /ˈpla-stik/ mềm dẻo 31. Protect /prə-ˈtekt/ bảo vệ 32. Protein fiber /ˈprō-tēn/ˈfī-bər/ sợi protein 33. Red blood cell /red /ˈbləd/…/ hồng cầu 34. Resemble /ri-ˈzem-bəl/ hội tụ 35. Respiratory tract /ˈre-spə-rə-tȯr-ē/…/ống hô hấp 36. Skin /ˈskin/ da 37. Specific function /spi-ˈsi-fik/ˈfəŋk-shən/ chức năng chuyên biệt 38. Substrate /ˈsəb-strāt/ vật chất (trong cơ thể) 39. Sweat gland /ˈswet/…/ tuyến mồ hôi 40. Tendon /ˈten-dən/ gân 41. Vertebrate /ˈvər-tə-brət/ Sinh vật có xương sống 42. White blood cell /ˈhwīt/…/…/ bạch cầu

27

1.3.3. Grammar G1. In contrast to noun(s) In contrast to epithelia, connective tissues are constructed by spare cells scattering through extracellular matrices.

G2. A sentence, Verbing noun(s) The epithelial cells are tightly stick together, forming a continuous sheet to protect the inner body.

1.3.4. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words 1. Adipose tissue

18. Matrices

2. Blood vessel

19. Matrix

3. Bone

20. Multicellular

4. Breast gland

21. Muscle tissue

5. Calcium

22. Nervous tissue

6. Cartilage

23. Organism

7. Collagen

24. Protein fiber

8. Connective tissue

25. Red blood cell

9. Digestive tract

26. Respiratory tract

10. Epithelial tissue

27. Skin

11. Extracellular

28. Specific function

12. Fat

29. Substrate

13. Flesh

30. Sweat gland

14. Heart cavity

31. Tendon

15. Inner body

32. Vertebrates

16. Joint

33. White blood cell

17. Ligament P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. is/ the cell/ of living organisms/ the basic building structure 2. epithelial tissue / lines organs and body cavities/ encloses the body surface and 3. an individual animal/ four main kinds of tissues/ has 4. bone is a rigid connective tissue/ by calcium accumulation/ with a matrix of plastic fibers solidified 28

5. a matrix/ that are embedded in a base such as/ a liquid in blood, jellylike in an adipose tissue or solid in bone/ is a mixture of protein fibers P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. The other three types of the tissues have condensed matrices. The fibrous connective tissue has a matrix of collagen.

2. It forms tendons attaching muscles to bones and ligaments joining bones to bones at joints. The matrix of cartilage is elastic and strong.

3. Flip and flap your ears to get how the cartilage functions. Cartilage forms shock-taking pads of the vertebrae in the spine. It does not have blood vessels, so when injured it heals slowly.

4. Bone is a rigid connective tissue with a matrix of plastic fibers solidified by calcium accumulation. This incorporation make bone hard but not fragile.

5. Blood is a connective tissue with a liquid matrix. In the tissue, red and white blood cells are suspended in the matrix.

6. Blood generally roles in substrate transportation from one to other parts of the body and plays immunity.

P4. Understand the biological content 1. What are connective tissues?

2. What are the features of collagen?

3. Which tissues support energy?

4. What compose of matrices in connective tissues?

5. How many main types of tissues are there in an animal body?

6. What does each type of the tissues function in the body?

7. How differently are the cells organized in epithelial tissues in epithelia versus connective tissues?

8. What types of proteins mainly perform a great strength in connective tissues?

P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

1.3.5. Text in Vietnamese T3.1. Tế bào là cấu trúc xây dựng cơ bản của các sinh vật sống. Trong các sinh vật đa bào như động vật, một mô được tạo từ nhiều tế bào có cấu trúc tương tự nhau để thực hiện những chức năng chuyên biệt. Cấu trúc của các tế bào thường cho phép chúng thực hiện những nhiệm vụ chuyên biệt. Một động vật có bốn loại mô chính: biểu mô, mô liên kết, mô cơ và mô thần kinh.

T3.2. Mô biểu mô (hoặc biểu mô) bao quanh bề mặt cơ thể và phủ lên các cơ quan và khoang cơ thể (Hình 1.6). Lớp ngoài cùng của da, khoang tim, mạch máu, đường tiêu 29

hóa, đường hô hấp là các mô biểu mô. Những mô biểu mô tạo ra những tuyến như tuyến mồ hôi và tuyến vú ở động vật. Những tế bào biểu mô được gắn chặt với nhau, tạo thành một tấm (phiến) liên tục để bảo vệ phần trong trong cơ thể.

T3.3. Biểu mô bao phủ bề mặt tự làm mới vì những tế bào cũ bị bong ra và những tế bào mới được sinh ra. Đồ ăn nhẹ chất lỏng hoặc sắc cạnh phá hủy những tế bào biểu mô lót miệng. Những tế bào phải được sinh mới bằng cách phân chia tế bào nhanh chóng cứ hai tuần/lần. Sự phân chia tế bào như vậy làm tăng sự phát triển của ung thư biểu mô loại ung thư này gọi là ung thư biểu mô ở da, phổi và vú.

T3.4. Không giống với biểu mô, những mô liên kết được xây dựng bởi những tế bào dự phòng phân tán trong những chất nền ngoại bào. Một chất nền là một hỗn hợp các sợi protein được nhúng trong một nền tảng như chất lỏng trong máu, thạch trong mô mỡ hoặc chất rắn trong xương.

T3.5. Sáu loại mô liên kết chính được minh họa trong Hình 1.7. Những mô liên kết lỏng lẻo là phổ biến nhất trong những động vật có xương sống. Chất nền của mô có những sợi collagen tạo ra lực. Ví dụ, các sợi collagen bảo vệ da thịt khỏi bị tách rời khỏi xương.

T3.6. Những mô mỡ tích tụ chất béo trong những tế bào. Chất béo của mỗi tế bào được lưu trữ trong một khối cầu lớn chất béo (chủ yếu là những phân tử trigyceride); tế bào phình ra khi chất béo tích tụ và co lại khi chất béo được tiêu hóa thành năng lượng.

Những chất béo về mặt cơ học cũng che chở và bảo vệ cơ thể. Máu là một mô liên kết có một chất nền lỏng. Trong mô, các tế bào hồng cầu và bạch cầu được lơ lửng trong chất nền. Máu thường đóng vai trò trong vận chuyển cơ chất từ bộ phận này sang bộ phận khác của cơ thể và đóng vai trò miễn dịch.

T3.7. Ba loại mô khác có chất nền cô đặc. Mô liên kết sợi có một chất nền collagen. Nó tạo thành những gân gắn những cái xương với những cái xương và những dây chằng nối xương với xương ở những khớp. Chất nền của sụn có tính đàn hồi và chắc khỏe. Lật và vặn tai của bạn để hiểu được những chức năng của sụn. Sụn hình thành các miếng đệm tiếp nhận sốc của đốt sống trong cột sống. Nó không có mạch máu, vì vậy khi bị thương nó sẽ hồi phục chậm. Xương là một mô liên kết cứng nhắc với một chất nền sợi đàn hồi được đông cứng bởi sự tích tụ canxi. Sự kết hợp này làm cho xương cứng nhưng không dễ vỡ.

1.4. Animals: Muscle and nervous tissues 1.4.1. Text in English Literature. Essential Biology with Physiology (Neil A. Campbell 2004).

T4.1. Muscle tissue is the most abundant in most animals. Muscle tissue consists of bundles of long, thin and cylindrical cells, which are called muscle fibers. The muscle cells have specialized proteins organized in a hierarchy structure that is able to contract if the cells are stimulated by a nervous signal (nerve impulse). Animals have three muscular types: skeletal muscle, cardiac muscle and smooth muscle (Figure 1.8).

30

Figure 1.8. Three types of muscle tissue (a) Skeletal muscle; (b) Cardiac muscle; (c) Smooth muscle T4.2. Skeletal muscle attaches to bones through tendons and performs voluntary movements such as arm reaching and walking. Adults have unchanged number of muscle cells. Any bodybuilding methods enlarge the volume of the cells rather than the number.

T4.3. Cardiac muscle is found in hearts. Its contraction is responsible for heartbeat. This muscle cell is branched and linked to the other neighbor muscle cells, presenting a large interconnected mass of muscle. This connection network allows sudden propagation of nerve impulsive to all the cells, triggering a coordinated beat. The muscle is involuntary and contracts with unconscious control on your part.

T4.4. Smooth muscle is found in the walls of blood vessels. It regulates the volume and pressure of the vessels. The muscle is also found in intestine. It passes food along the digestive tract. The contraction of the muscle tissue does not require your control over it but it is automatic.

T4.5. Animals are active creatures that respond to stimuli from their surrounding environment. For example, you meet a snake on the path, you will quickly turn aside.

This movement requires information communications generated by nervous tissue within your body. The nervous tissue includes brain, spinal cord and the nerves that connect to all the body.

31

T4.6. Nervous tissue is constructed by nervous cells called neurons. Neurons have rod-like extensions to transmit neuronal signals rapidly over long distances. The nervous signals are electrical and so called nerve impulses. For example, sciatic nerve in your lag prolongs to 1 m, stretching from the base of your spine to the tips of your toes. You are wired for the action and thinking by the nervous system.

T4.7. Organs are the next levels of the structural hierarchy. Every organ comprises two or more tissues which are resembled in a working station for specific functions. Your arms, legs, liver, lungs, and intestines are organs. Your arms have bone, muscle, and epithelial tissues. The bone is a hard frame to anchor the muscles. The muscles, in turn, create strength that pulls the bones. The epithelial tissue, part of the skin, covers the arms and protect them from the environmental factors. The intestine is constructed by epithelial, connective, and smooth muscle tissues (Figure 1.9).

Figure 1.9. Intestinal organ of human T4.8. The organs such as in humans, are organized into organ systems that function together for specific tasks. The organ components of the organ system are either physically connected together or spread through the body. For example, digestive system to digest food includes mouth, esophagus, stomach, liver, small intestine, large intestine, and anus (Figure 1.10).

32

Figure 1.10. Digestive system

1.4.2. Terminology and Glossary 1. Anus /ˈā-nəs/ hậu môn 2. Arm /ˈärm/ tay 3. Brain /ˈbrān/ não 4. Cardiac muscle /ˈkär-dē-ak/ˈmə-səl/ cơ tim 5. Contract /ˈkän-trakt/ co lại 6. Contraction /kən-ˈtrak-shən/ sự co 7. Digestive system /dī-ˈje-stiv/ˈsi-stəm/ hệ tiêu hóa 8. Environmental factor /in-vī-rə(n)-ˈmen-tᵊl/ˈfak-tər/ yếu tố môi trường 9. Esophagus /i-ˈsä-fə-gəs/ thực quản 10. Human /ˈhyü-mən/ loài người 11. Information communication /in-fər-ˈmā-shən/kə-myü-nə-ˈkā-shən/ trao đổi thông tin 12. Interconnected mass /in-tər-kə-ˈnek-təd/ˈmas/ hệ thống kết nối giữa những tế bào cùng mô 13. Intestine /in-ˈte-stən/ ruột 14. Large intestine /ˈlärj/ ruột già 15. Leg /ˈleg/ chân 16. Liver /ˈli-vər/ gan 33

17. Mouth /ˈmau th/ miệng 18. Nerve impulsive /ˈnərv/im-ˈpəl-siv/ xung thần kinh 19. Nervous signal /ˈnər-vəs/ˈsig-nᵊl/ tín hiệu thần kinh 20. Nervous system/ hệ thần kinh 21. Neuron /ˈnü-rän/ tế bào thần kinh 22. Organ system /ˈȯr-gən/ hệ cơ quan 23. Pressure /ˈpre-shər/ áp suất 24. Propagation /prä-pə-ˈgā-shən/ nhân lên 25. Skeletal muscle /ˈske-lə-tᵊl/ cơ xương 26. Sciatic nerve /sī-ˈa-tik/ dây thần kinh chân 27. Small intestine/ ruột bé 28. Smooth muscle /ˈsmüth/ cơ trơn 29. Spinal cord /ˈspī-nᵊl/ˈkȯrd/ cột sống 30. Stomach /ˈstə-mək/ dạ dày 31. Unconscious control /ən-ˈkän-shəs/kən-ˈtrōl/ điều khiển không chủ ý

1.4.3. Grammar G1. Attach to noun(s) This Skeletal muscle attaches to bones through tendons.

G2. Consist of noun(s) Muscle tissue consists of bundles of long, thin and cylindrical cells.

G3. Link to noun(s) Muscle cell is branched and linked to the other neighbor muscle cells.

G4. Connect to noun(s) The nervous tissue includes brain, spinal cord and the nerves that connect to all the body.

G5. Protect noun(n) from noun(s) The epithelial tissue, part of the skin, covers the arms and protect them from the environmental factors.

34

1.4.4. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words 1. Organ

17. Neuron

2. Contraction

18. Nervous system

3. Skeletal muscle

19. Arm

4. Cardiac muscle

20. Leg

5. Smooth muscle

21. Liver

6. Nervous signal

22. Environmental factor

7. Nerve impulsive

23. Humans

8. Contract

24. Organ system

9. Propagation

25. Digestive system

10. Unconscious control

26. Mouth

11. Intestine

27. Esophagus

12. Pressure

28. Stomach

13. Digestive tract

29. Small intestine

14. Information communication

30. Large intestine

15. Brain

31. Anus

16. Spinal cord P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. attaches to bones through tendons/ performs voluntary movements such as arm reaching and walking/ and/ skeletal muscle 2. Its contraction is responsible/ Cardiac muscle is found/ for heartbeat/ in hearts 3. Smooth muscle is found/ of blood vessels/ in the walls/ and intestine 4. that/ animals/ are active creatures/ respond to stimuli from their surrounding environment 5. rod-like extensions to/ neurons/ have/ transmit neuronal signals rapidly over long distances P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. Muscle tissue is the most abundant in most animals. Muscle tissue consists of bundles of long, thin and cylindrical cells, which are called muscle fibers.

2. The muscle cells have specialized proteins organized in a hierarchy structure that is able to contract if the cells are stimulated by a nervous signal (nerve impulse).

3. Animals have three muscular types: skeletal muscle, cardiac muscle and smooth muscle.

35

4. Organs are the next levels of the structural hierarchy. Every organ comprises two or more tissues which are resembled in a working station for specific functions.

5. The organs such as in humans, are organized into organ systems that function together for specific tasks.

P4. Understand the biological contents 1. What are the structural levels a multicellular organism would have?

2. What are the tissues?

3. What are the natures of a neuronal signal transmitted in nerves?

P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

1.4.5. Text in Vietnamese T4.1. Mô cơ phổ biến nhất trong hầu hết động vật. Mô cơ tạo từ những bó tế bào dài, mỏng và chu kỳ, được gọi là những sợi cơ. Những tế bào cơ có những protein chuyên biệt được tổ chức theo cấu trúc vòng đồng tâm có khả năng co lại khi những tế bào được kích thích bởi tín hiệu thần kinh. Động vật có ba loại cơ bắp: cơ xương, cơ tim và cơ trơn (Hình 1.8).

T4.2. Cơ xương bám vào xương thông qua gân và thực hiện các động tác có ý thức như vung tay và đi lại. Người lớn có số lượng tế bào cơ không thay đổi. Bất kỳ cách thức thể hình nào đều làm to thể tích của những tế bào chứ không phải số lượng.

T4.3. Cơ tim được tìm thấy trong trái tim. Sự co thắt của nó chịu trách nhiệm cho nhịp tim.

Tế bào cơ này được phân nhánh và liên kết với nhau, tạo ra một khối cơ lớn liên kết với nhau. Mạng kết nối này cho phép nhân rộng tức thì những xung thần kinh tới tất cả các tế bào, điều này tạo ra một nhịp đập phối hợp. Mô cơ là không ý thức và co lại với sự kiểm soát không có ý thức của bạn.

T4.4. Cơ trơn được tìm thấy trong những thành mạch máu. Nó điều chỉnh khối lượng và áp suất của các mạch máu. Cơ này cũng được tìm thấy trong ruột. Nó truyền thức ăn dọc theo đường tiêu hóa. Sự co rút của các mô cơ không đòi hỏi kiểm soát của bạn đối với nó mà nó là tự động.

T4.5. Động vật là những sinh vật hoạt động chúng phản ứng với những kích thích từ môi trường xung quanh. Chẳng hạn, bạn gặp một con rắn trên đường, bạn sẽ nhanh chóng rẽ sang một bên. Chuyển động này đòi hỏi thông tin liên lạc được tạo ra bởi các mô thần kinh trong cơ thể bạn. Các mô thần kinh bao gồm não, tủy sống và các dây thần kinh kết nối với toàn bộ cơ thể.

36

T4.6. Mô thần kinh được xây dựng bởi những tế bào cảm nhận thông tin gọi là những tế bào thần kinh. Những tế bào thần kinh có những phần kéo dài giống như hình que để truyền tín hiệu thần kinh nhanh chóng qua một khoảng cách dài. Những tín hiệu thần kinh có tính chất điện và được gọi là xung thần kinh. Ví dụ, dây thần kinh sau chân của bạn kéo dài đến 01 m, kéo dài từ gốc cột sống đến đầu ngón chân. Bạn được truyền điện cho hành động và suy nghĩ bởi hệ thống thần kinh.

T4.7. Những cơ quan là những cấp tiếp theo của hệ thống phân cấp cấu trúc. Mỗi cơ quan bao gồm hai hoặc nhiều mô giống như trong một trạm làm việc cho những chức năng chuyên biệt. Cánh tay, chân, gan và phổi của bạn là các cơ quan. Cánh tay của bạn có xương, cơ và biểu mô. Xương là khung cứng để neo các cơ. Các cơ bắp, theo thứ tự, tạo ra sức mạnh kéo xương. Những mô biểu mô, một phần của da, bao phủ cánh tay và bảo vệ chúng khỏi những yếu tố môi trường. Ruột được cấu tạo từ biểu mô, mô liên kết và mô cơ trơn (Hình 1.9).

T4.8. Các cơ quan, ví dụ. Ở người, được tổ chức thành những hệ cơ quan chúng thực hiện chức năng cùng nhau cho những nhiệm vụ chuyên biệt. Thành phần cơ quan của hệ thống cơ quan được kết nối vật lý với nhau hoặc lan tỏa trong toàn cơ thể. Ví dụ, hệ thống tiêu hóa để tiêu hóa thức ăn bao gồm miệng, thực quản, dạ dày, gan, ruột non, ruột già và hậu môn (Hình 1.10).

37

Chapter 2 CELL BIOLOGY

2.1. Cells as basic units for organisms 2.1.1. Text in English Literature. Essential Biology with Physiology (Neil A. Campbell, 2004); Molecular Biology of The Cell (Bruce Alberts, 2002).

T5.1. Organisms on Earth are constructed with the two types of cells: prokaryotic cells in bacteria and archaea that are so called prokaryotes and eukaryotic cells in protists, plants, fungi and animals that are known as eukaryotes. The two types of cells have several significant characteristics.

T5.2. The first prokaryotic cells were emerged on Earth over 3.5 billion years ago and the first eukaryotic cells did not show up till around 1.7 billion years ago.

The prokaryotic cells are about one-tenth the size of and smaller than the eukaryotic cells.

Structurally, the most significant difference between two types of cells is that prokaryotic cells lack the membrane-enclosed organelles while the eukaryotic cells have.

T5.3. The interior of a prokaryotic cell is similar to an open storehouse in which distinct spaces are responsible for specific tasks but they are not separated each other by cellular membranes. In contrast, a eukaryotic cell is divided into single sectors. Each one is enclosed with a membrane that maintains the unique chemical inner environment and performs its labor of life.

T5.4. Figure 2.1 illustrates views of indicated eukaryotic cells in plants and animals. Each cell has plasma membranes to exchange molecules with their surroundings, a prominent nucleus and organelles. The total space of the cell between the nucleus and plasma membrane is occupied by the cytoplasm that is in form of liquid matrix. The organelles are suspended in the liquid. Most types of organelles are membrane-enclosed but some are not.

38

Figure 2.1. Panoramic structure of a cell in animal (a) and the plant cells (b) T5.5. Two major differences between plant cells and animal cells: Plant cells possess chloroplasts for photosynthesis but animal cells do not. Photosynthesis is a mechanism that converts light energy in photons to chemical energy in food. Secondly plant cells also have outmost cell wall to protect them from the outer environment.

2.1.2. Terminology and GlossaryEnergy /ˈe-nər-jē/ năng lượng 1. Interior /in-ˈtir-ē-ər/ phần bên trong 2. Sector /ˈsek-tər/ khu vực (phần) 3. Cellular membrane /ˈsel-yə-lər/ˈmem-brān/ màng tế bào 4. Characteristic/ker-ik-tə-ˈri-stik/ đặc điểm 5. Prokaryotic cell /prō-ker-ē-ˈä-tik/ tế bào tiền nhân 6. Eukaryotic cell /yü-ker-ē-ˈä-tik/ tế bào nhân thực 7. Bacteria /bak-ˈtir-ē-ə/ những (loài) vi khuẩn 8. Bacterium /bak-ˈtir-ē-əm/ vi khuẩn 9. Archaea /är-ˈkē-ə/ vi khuẩn cổ (cổ khuẩn) 10. Protist /ˈprō-tist/ sinh vật nguyên sinh 39

11. Plant /ˈplant/ thực vật 12. Fungi /ˈfən-jī/ (những) loài nấm 13. Fungus /ˈfəŋ-gəs/ (một) nấm 14. Animal /ˈa-nə-məl/ động vật 15. Nucleus /ˈnü-klē-əs/ nhân 16. Plasma membrane /ˈplaz-mə/ˈmem-brān/ màng sinh chất 17. Regulate /ˈre-gyə-lāt/ điều hòa 18. Molecule /ˈmä-li-kyül/ phân tử 19. Cytoplasm /ˈsī-tə-pla-zəm/ tế bào chất 20. liquid matrix /ˈli-kwəd/ chất nền dạng keo

2.1.3. Grammar G1. Noun-verbed (past participle) other noun(s) such as Membrane-enclosed organelles Structurally, the most significant difference between two types of cells is that prokaryotic cells lack the membrane-enclosed organelles while the eukaryotic cells have.

G2. Noun-verbed as an adjective such as membrane-enclosed Most of organelles are membrane-enclosed but some are not.

G3. Convert noun(s) to other nouns(s) Chloroplasts are organelles that convert light energy to chemical energy of food.

2.1.4. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words

40

1. Chloroplast

13. Archaea

2. Photosynthesis

14. Protest

3. Energy

15. Plant

4. Interior

16. Fungi

5. Sector

17. Fungi

6. Cellular membrane

18. Animal

7. Organism

19. Nucleus

8. Characteristic

20. Plasma membrane

9. Prokaryotic cell

21. Regulate

10. Eukaryotic cell

22. Molecule

11. Bacteria

23. Cytoplasm

12. Bacterium

24. Liquid matrix

P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. Organisms/ are constructed/ with the two types of cells/ on Earth 2. the most significant difference between two types of cells/ prokaryotic cells lack the membrane-enclosed organelles/ while the eukaryotic cells have/ structurally/ is that 3. The interior of a prokaryotic cell is similar to an open storehouse/ but they are not separated each other by cellular membranes/ in which distinct spaces are responsible for specific tasks 4. plant cells/ do not/ possess chloroplasts for photosynthesis/ but animal cells 5. Photosynthesis/ converts light energy in photons to chemical energy in food/ that/ is a mechanism P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. The first prokaryotic cells were emerged on Earth over 3.5 billion years ago and the first eukaryotic cells did not show up till around 1.7 billion years ago.

2. The prokaryotic cells are about one-tenth the size of and smaller than the eukaryotic cells.

3. Structurally, the most significant difference between two types of cells is that prokaryotic cells lack the membrane-enclosed organelles while the eukaryotic cells have.

4. Two major differences between plant cells and animal cells: Plant cells possess chloroplasts for photosynthesis but animal cells do not.

5. Photosynthesis is a mechanism that converts light energy in photons to chemical energy in food. Secondly plant cells also have outmost cell wall to protect them from the outer environment.

P4. Understand the biological content 1. What are eukaryotes?

2. What are prokaryotes?

3. What are differences between prokaryotic and eukaryotic cells?

4. What are the differences between plant cells and animal cells?

5. What is the known biological function of chroloplasts?

P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

2.1.5. Text in Vietnamese T5.1. Những sinh vật trên Trái đất được kiến tạo bởi hai loại tế bào: Tế bào nhân sơ ở vi khuẩn và vi khuẩn cổ được gọi là sinh vật nhân sơ (sinh vật tiền nhân) và tế bào nhân 41

chuẩn trong các sinh vật nhân sơ (sinh vật tiền nhân), thực vật, nấm và động vật được gọi là sinh vật nhân chuẩn (sinh vật nhân thực). Hai loại tế bào có một số đặc điểm quan trọng.

T5.2. Những tế bào nhân sơ đầu tiên đã xuất hiện trên Trái đất hơn 3,5 tỷ năm trước và những tế bào nhân chuẩn đầu tiên không xuất hiện cho đến khoảng 1,7 tỷ năm trước.

Những tế bào nhân sơ có kích thước khoảng một phần mười và nhỏ hơn những tế bào nhân chuẩn. Về mặt cấu trúc, sự khác biệt đáng kể nhất giữa hai loại tế bào là các tế bào nhân sơ thiếu các bào quan có vỏ bọc trong khi các tế bào nhân chuẩn có.

T5.3. Phần trong của một tế bào nhân sơ tương tự như một kho lưu trữ không có vách trong đó các không gian riêng biệt chịu trách nhiệm cho các nhiệm vụ cụ thể nhưng chúng không tách rời nhau bằng màng. Ngược lại, một tế bào nhân chuẩn được chia thành các khu vực. Mỗi khu vực được bao bọc bởi một màng nó duy trì môi trường hóa học riêng biệt bên trong và thực hiện chức năng sống của nó.

T5.4. Hình 2.1 minh họa hình ảnh của những tế bào nhân chuẩn có thể ở thực vật và động vật. Mỗi tế bào có màng nguyên sinh chất để trao đổi những phân tử với môi trường xung quanh, một nhân điển hình và những bào quan. Toàn bộ thể tích của tế bào giữa nhân và màng sinh chất là tế bào chất ở dạng chất nền lỏng. Những bào quan được lửng lơ trong chất lỏng. Hầu hết các loại bào quan được bao bọc màng nhưng một số thì không.

T5.5. Hai sự khác biệt chính giữa những tế bào thực vật và tế bào động vật: Tế bào thực vật có những lục lạp để quang hợp nhưng tế bào động vật thì không. Quang hợp là một cơ chế chuyển đổi năng lượng ánh sáng trong những photon thành năng lượng hóa học trong thực phẩm. Thứ hai những tế bào thực vật cũng có thành tế bào ngoài cùng để bảo vệ chúng khỏi môi trường bên ngoài.

2.2. Cell: Structure and fusion 2.2.1. Text in English Literature. The molecular biology of the cell (Bruce Alberts, 2002).

T6.1. All eukaryotic cells have the same basic set of membrane-enclosed organelles.

Cellular membranes are places for many differently-biochemical processes. For example, lipid metabolism and photosynthesis are catalyzed by many membrane-bound enzymes. Intracellular membrane systems create enclosed organelles, providing the cells with specifically functional spaces (Table 2.1).

42

Table 2.1. Relative Volumes Occupied by the Major Intracellular Compartments in a Liver Cell (Hepatocyte) Intracellular compartment

Percentage of total cell volume

Cytosol

54

Mitochondria

22

Rough ER cisternae

9

Smooth ER cisternae plus Golgi cisternae

6

Peroxisomes

1

Lysosomes

1

Endosomes

1

Figure 2.2. The major intracellular compartments of an animal cell

43

T6.2. The lipid bilayer of organelles is impermeable to hydrophilic molecules. To transport metabolites inside and outside the organelles, cells require transport systems mostly made of specific proteins on the membrane. The transport proteins import and export the metabolites. Figure 2.2 illustrates the major intracellular compartments in eukaryotic cells. The nucleus maintains the nucleus genome. The cytoplasm is a main site for synthesis and degradation of macromolecules such as proteins.

T6.3. The endoplasmic reticulum (ER) covers about half of the total membrane area. It is attached with many ribosomes on its cytosolic surface. The ribosomes synthesize soluble, integral-membrane and secretion proteins. ER produces most of lipids and many secretion proteins and stores Ca2+ ions. The lipids and proteins are transported to the Golgi apparatus to be modified. The Golgi apparatus is a stack of dislike compartments called Golgi cisternae. It receives macromolecules from the ER, covalently modifies and dispatches them to various destinations.

T6.4. Mitochondria and chloroplasts produce most of the ATP for cells to orient reactions that require free-energy supply. Chloroplasts are a type of plastids which have other functions in plant cells such as food or pigment storage. Lysosomes contain digestive enzymes that are responsible for degrading defunct intracellular organelles, macromolecules and endocytic particles.

T6.5. Endocytosis is a process in which materials on the outside cellular membrane are first packed into a patch of cell membrane which is called an endosome. The endosome is translocated inward to fuse with lysosomes and digest the endocytosed materials.

Peroxisomes are tiny vesicular organelles and they contain enzymes for oxidative reactions. Typically, all membrane-enclosed organelles take nearly half the volume of a cell. In liver and pancreatic cells, the ER has 25 times and 12 times of the plasma membrane (Table 2.2).

Table 2.2. Relative Amounts of Membrane Types in Two Kinds of Eucaryotic Cells Membrane type

Percentage of total cell membrane Liver hepatocyte

Pancreatic exocrine cell*

Plasma membrane

2

5

Rough ER membrane

35

60

Smooth ER membrane

16

<1

Golgi apparatus membrane

7

4

32

17

Mitochondria Outer membrane

44

Membrane type

Percentage of total cell membrane Liver hepatocyte

Pancreatic exocrine cell*

0.2

0.7

Not determined

3

0.4

Not determined

Nucleus Inner membrane Secretory vesicle membrane Lysosome membrane

* These two cells are of very different sizes: the average hepatocyte has a volume of about 5,000 μm3 compared with 1,000 μm3 for the pancreatic exocrine cell. Total cellmembrane areas are estimated at about 110,000 μm2 and 13,000 μm2, respectively.

T6.6. In most cells, the Golgi apparatus is destined next to the nucleus and the ER tubules prolong from the nucleus throughout the entire cytosol. This distribution depends on intact microtubule arrays. If the microtubules are depolymerized with drugs, the Golgi apparatus dispatches and scatters throughout the cytosol and the ER network stay toward the cell center.

2.2.2. Terminology and Glossar 1. ATP (Adenosine triphosphate) /ei-t-p/ (ə-ˈde-nə-sēn-trī-ˈfäs-fāt)/ ATP 2. Biological process /bī-ə-ˈlä-ji-kəl/ˈprä-ses/ quá trình sinh học 3. Cellular membrane /ˈsel-yə-lər/ˈmem-brān/ màng tế bào 4. Covalently /kō-ˈvā-lənt-lē/ hóa trị 5. Cytosolic surface /sī-tə-ˈsä-lik/ˈsər-fəs/ bề mặt phía tế bào chất 6. Degradation /de-grə-ˈdā-shən/ sự phân giải 7. Depolymerized /dē-pə-ˈli-mə-rīz-t/ phản polymer hóa 8. Drug /ˈdrəg/ thuốc 9. Endocytosed material /en-dəˈsī-tōz-t/mə-ˈtir-ē-əl/ vật chất nội bào hóa 10. Endocytosis /en-də-sī-ˈtō-səs/ quá trình nhập nội bào 11. Endocytic particle /…/ˈpär-ti-kəl/ mảnh vật chất nội bào 12. Endoplasmic reticulum / en-də-ˈplaz-mik/ri-ˈti-kyə-ləm/ ER/ lưới nội chất 13. Endoplasmic reticula /…/ri-ˈti-kyə-lə/ (những) lưới nội chất 14. Endosome /ˈen-də-sōm/ thể nội bào 15. Enzyme /ˈen-zīm/ enzyme/ enzyme 16. Golgi apparatus (singular or plural) /ˈgȯl-jē/a-pə-ˈra-təs/ phức hệ Golgi 17. Golgi cisternae /si-ˈstər-nē/ (những) những túi Golgi 45

18. Golgi cisterna /si-ˈstər-nə/ túi Golgi 19. Hydrophilic molecule /hī-drə-ˈfi-lik/ kỵ nước 20. Integral-membrane /ˈin-ti-grəl/ xuyên màng 21. Intracellular membrane /ˈin-trə-ˈsel-yə-lər/ màng nội bào 22. Lipid metabolism /ˈli-pəd/mə-ˈta-bə-li-zəm/ cơ chế trao đổi chất béo 23. Macromolecule /ma-krō-ˈmä-li-kyüəl/ đại phân tử 24. Membrane-enclosed organelle /in (en)-ˈklōzd/ȯr-gə-ˈnel/ bào quan được bao bọc bởi màng 25. Metabolite /mə-ˈta-bə-līt/ chất trao đổi, chất thứ cấp 26. Mitochondria /mī-tə-ˈkän-drē-ə/ (những) những ti thể 27. Mitochondrion /mī-tə-ˈkän-drē-ən/ ti thể 28. Oxidative reaction /ˈäk-sə-dā-tiv/rē-ˈak-shən/ phản ứng oxi hóa khử 29. Intracellular compartment /ˈin-trə-ˈsel-yə-lər/kəm-ˈpärt-mənt/ phần trong tế bào 30. Tubule /ˈtü-byül/ ống 31. Pancreatic /paŋ-krē-ˈa-tik/ có tính chất tuyến tiền liệt 32. Pigment /ˈpig-mənt/ sắc tố 33. Plasma membrane /ˈplaz-mə/ màng tế bào 34. Plastid /ˈpla-stəd/ lạp thể 35. Ribosome /ˈrī-bə-sōm/ ribosom 36. Secretion /si-ˈkrē-shən/ sự tiết, xuất 37. Soluble /ˈsäl-yə-bəl/ có thể tan 38. Synthesis /ˈsin-thə-səs/ quá trình tổng hợp 39. Syntheses /ˈsin-thə-sēz/ (những) quá trình tổng hợp

2.2.3. Grammar G1. Compound noun: Adjective-noun noun(s) The ribosomes synthesize soluble, integral-membrane and secretion proteins.

G2. Noun(s) depend on noun(s) These distributions depend on intact microtubule arrays.

2.2.4. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words

46

1. Intracellular membrane

20. Integral-membrane

2. ATP

21. Lilip metabolism

3. Biological process

22. Liver

4. Cellular membrane

23. Macromolecule

5. Covalently

24. Membrane-enclosed organelle

6. Cytosolic surface

25. Metabolite

7. Chloroplast

26. Mitochondria

8. Degradation

27. Oxidative reaction

9. Depolymerized

28. Intracellular compartment

10. Drug

29. Tubule

11. Endocytosed material

30. Pancreatic

12. Endocytosis

31. Pigment

13. Endocytotic particle

32. Plasma membrane

14. Endoplasmic reticulum (ER)

33. Plastid

15. Endosome

34. Ribosome

16. Enzyme

35. Secretion

17. Golgi apparatus

36. Soluble

18. Golgi cisternae

37. Synthesis

19. Hydrophilic molecule P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. places for/ cellular membranes/ many differently-biochemical processes/ are 2. require transport systems mostly/ to transport metabolites inside and outside the organelles, cells/ made of specific proteins on the membrane 3. the nucleus/ the nucleus genome/ maintains 4. the cytoplasm is/ for/ such as proteins/ a main site/ synthesis and degradation of macromolecules 5. the ribosomes synthesize/ soluble,/ and secretion proteins/ integral-membrane 6. most of/ lipids and/ ER produces/ many secretion proteins and stores Ca2+ ions P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. Mitochondria and chloroplasts produce most of the ATP for cells to orient reactions that require free-energy supply.

47

2. Chloroplasts are a type of plastids which have other functions in plant cells such as food or pigment storage.

3. Lysosomes contain digestive enzymes that are responsible for degrading defunct intracellular organelles, macromolecules and endocytic particles.

4. Endocytosis is a process in which materials on the outside cellular membrane are first packed into a patch of cell membrane which is called an endosome.

5. The endosome is translocated inward to fuse with lysosomes and digest the endocytosed materials.

6. Peroxisomes are tiny vesicular organelles and they contain enzymes for oxidative reactions.

P4. Understand the biological contents 1. What are the functions of cell membranes?

2. What is the volume of cytosol in the cell?

3. What is the volume of ER in the cell?

4. What type of organelles has the biggest cellular membrane in the cell?

P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

2.2.5. Text in Vietnamese T6.1. Tất cả tế bào nhân chuẩn đều có chung những bào quan tương tự như nhau. Những màng tế bào là nơi cho nhiều quá trình sinh hóa khác nhau. Ví dụ, quá trình chuyển hóa lipid và quang hợp được xúc tác bởi nhiều enzyme gắn màng. Hệ thống màng nội bào tạo ra những bào quan được khép kín, điều này cung cấp cho các tế bào những khoảng không gian chức năng chuyên biệt (Bảng 2.1).

T6.2. Hai lớp lipid của các bào quan không có tính thẩm thấu đối với các phân tử ưa nước. Để vận chuyển các chất chuyển hóa bên trong và bên ngoài các bào quan, các tế bào đòi hỏi các hệ thống vận chuyển chủ yếu được làm từ các protein chuyên biệt trên màng. Các protein vận chuyển nhập vào và xuất ra các chất chuyển hóa. Hình 2.2 minh họa các khoang nội bào chính trong các tế bào nhân chuẩn. Nhân duy trì hệ gen nhân.

Tế bào chất là một vị trí chính cho việc tổng hợp và phân hủy các đại phân tử như protein.

T6.3. Mạng lưới nội chất (ER) bao phủ khoảng một nửa tổng diện tích màng. Nó được gắn với nhiều ribosome trên bề mặt tế bào chất của nó. Các ribosome tổng hợp các protein hòa tan, nằm trên màng và bài tiết. ER sản xuất hầu hết các lipit và rất nhiều protein bài tiết và lưu trữ các ion Ca2+. Các phân tử lipit và protein được vận chuyển đến bộ máy Golgi để được biến đổi. Bộ máy Golgi là một chồng các bộ phận giống như đĩa gọi 48

là Golgi cisternae. Nó thu hồi các đại phân tử từ ER, biến đổi hóa trị và gửi chúng đến các điểm đến khác nhau.

T6.4. Những ty thể và lục lạp sản xuất hầu hết ATP cho các tế bào để thực hiện những phản ứng đòi hỏi cung cấp năng lượng tự do. Những lục lạp là một loại plastid có chức năng khác trong tế bào thực vật như lưu trữ thực phẩm hoặc sắc tố. Những lysosome chứa các enzyme tiêu hóa chúng chịu trách nhiệm phân hủy các bào quan nội bào, đại phân tử và các mảnh nhập nội bào.

T6.5. Nhập nội bào là một quá trình trong đó các vật liệu trên màng tế bào bên ngoài trước tiên được đóng gói vào một mảng của màng tế bào gọi là endosome (nội thể). Các nội thể được chuyển vào bên trong để hợp nhất với lysosome để tiêu hóa các vật liệu nội bào. Những peroxisome là các bào quan dạng hạt bóng nhỏ và chúng chứa các enzyme cho các phản ứng oxy hóa. Thông thường, tất cả các bào quan được màng bao bọc chiếm gần một nửa thể tích của một tế bào. Trong các tế bào gan và tụy, ER chiếm 25 lần và 12 lần màng tế bào (Bảng 2.2).

T6.6. Trong hầu hết các tế bào, bộ máy Golgi được đặt bên cạnh nhân và các ống ER kéo dài từ nhân xuyên qua toàn bộ cytosol. Sự phân phối này phụ thuộc vào các những chuỗi vi ống nguyên vẹn. Nếu các vi ống được khử polyme bằng thuốc, bộ máy Golgi phân rã và phân tán khắp cytosol và mạng ER cư trú hướng vào trung tâm tế bào.

2.3. Virus: Organization and functions 2.3.1. Text in English Literature. Structure and classification of viruses (Bruce Alberts, 2002; Gelderblom, 1996).

T7.1. Structure and function. Viruses are intracellular parasites and each of them generally constructed with a protein coat and an RNA or DNA genome. Viruses develop and propagate in host cells using the biological machines of the cells. A complete virus is called a virion that is able to deliver its own genome to the host cells, so that the genome can be expressed by the host cells. The genomic material of one virus is associated with proteins so called nucleoproteins and packed within a symmetric protein capsid to form a nucleocapsid. In enveloped viruses, the nucleocapsid is wrapped within a lipid bilayer originated from host cell membrane and the outmost layer of glycoproteins (Figure 2.3).

49

Figure 2.3. Two-dimensional diagram of HIV-1 correlating (immuno-) electron microscopic findings with the recent nomenclature for the structural components in a 2letter code and with the molecular weights of the virus structural (glyco-) proteins. SU stands for outer surface glycoprotein, TM for transmembrane gp, MA for membrane associated or matrix protein, LI for core-envelope-link, CA for major capsid, NC for nucleocapsid protein, respectively. PR, RT and IN represent the virus-coded enzymes protease, reverse transcriptase and integrase that are functional during the life cycle of a retrovirus (from Gelderblom, HR, AIDS 5, 1991) T7.2. The genomes of viruses consist of single stranded (ss) or double-stranded (ds) RNA or DNA in forms of linear or circular design. The genome may be one nucleic acid molecule (monopartite genome) or a few molecules (multipartite genome). These genomes are operated for their replication by different strategies.

T7.3. Genomic structures and replication strategies are criteria for classifying viruses. The RNA strand of single-stranded RNA viruses is called sense and the mRNA transcribed from the genomic RNA is called antisense. The sites of capsid assembly and envelopment are considered to classify viruses. Viruses could not generate energy on their own. They depend on the biochemical machinery of their host cells. As intracellular parasites, viruses deliver their genomes into the host cell to process its expression (transcription and translation).

50

T7.4. A virion is an entirely assembled infectious virus. It consists of nucleic acid and a protein coat (or called a capsid). The capsid proteins are encoded by the viral genome.

Viruses have only a few proteins for structure and replication regulation. Capsids consist of single or double protein envelops made of multiple copies of structural proteins. Two basic forms of gathering capsid proteins have been found, they are helical symmetry and icosahedral symmetry.

T7.5. Many other viruses equip an additional cover called the envelop. This design surrounds the capsid and is a lipid bilayer derived from the host cell membrane. The exterior of the envelop is spotted with virus-coded glycosylated proteins. The host might be predicted through the lipid composition of the enveloped viruses.

2.3.2. Terminology and Glossary 1. Antisense /ˈan-tī-sens/ bổ trợ 2. Biochemical machinery /bī-ō-ˈke-mi-kəl/mə-ˈshē-nə-rē/ hệ máy hóa sinh 3. Capsid /ˈkap-səd capsid/ vỏ capsid 4. Classify /ˈkla-sə-fī/ phân loại 5. Encode /in(en)-ˈkōd/ mã hóa 6. Envelop /in(en)-ˈve-ləp/ vỏ 7. Express /ik-ˈspre-shən/ biểu hiện 8. Genomic structure /ji-ˈnō-mik/ˈstrək-chər/ cấu trúc hệ gen 9. Glycoprotein /glī-kō-ˈprō-tēn/ glycoprotein (protein có gắn phân tử đường) 10. Glycosylated protein /glī-kō-ˈsī-lā-tid/ protein được gắn đường 11. Helical symmetry /ˈhe-li-kəl/ ˈsi-mə-trē đối xứng kiểu helical 12. Host cell /ˈhōst/ tế bào chủ 13. Icosahedral symmetry /ī-kō-sə-ˈhē-drəl/ đối xứng kiểu icosahedral 14. Lipid compositionˈ/li-pəd/ käm-pə-ˈzi-shən/ thành phần lipid 15. Monopartite genome /ˈmä-nōˈpär-tīt/ hệ gen đơn phần 16. Multipartite genome /məl-ti-ˈpär-tīt/ˈjē-nōm/ hệ gen nhiều phần 17. Nucleocapsid /nü-klē-ō-ˈkap-səd/ nucleocapsid (lớp vỏ bao bọc nhân) 18. Parasite /ˈper-ə-sīt/ vật ký sinh 19. Replication /re-plə-ˈkā-shən/ sự nhân lên 20. Strategy /ˈstra-tə-jē/ cách thức 21. Symmetric /sə-ˈme-trik/ đối xứng 22. Transcribe /tran-ˈskrīb/ phiên mã 51

23. Translation /trans-ˈlā-shən phiên dịch 24. Viral envelop /ˈvī-rəl/enˈve-ləp vỏ virus (vỏ bao bọc capsid) 25. Virion /ˈvī-rē-än/ viron (một cấu trúc hoàn thiện của virus khi đang ở trong tế bào chủ) 26. Virus /ˈvī-rəs/ virus 2.3.3. Grammar G1. Using noun(s) as „processing with noun(s)‟ Viruses develop and propagate in host cells using the biological machines of the cells.

G2. In forms of noun(s) The genomes of viruses consist of single stranded (ss) or double-stranded (ds) RNA or DNA in forms of linear or circular design.

G3. Noun-Verbed (past participle) noun(n) such as virus-coded The exterior of the envelop is spotted with virus-coded glycosylated proteins.

2.3.4. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words 1. Antisense

14. Monopartite genome

2. Biochemical machinery

15. Multipartite genome

3. Capsid

16. Nucleocapsid

4. Classify

17. Parasite

5. Encode

18. Replication

6. Express

19. Strategy

7. Genomic structure

20. Symmetric

8. Glycoprotein

21. Transcribe

9. Glycosylated protein

22. Translation

10. Helical symmetry

23. Viral envelop

11. Host cell

24. Virion

12. Icosahedral symmetry

25. Virus

13. Lipid composition P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. of linear or circular design/ the genomes of viruses/ of single stranded (ss) or doublestranded (ds) RNA or DNA in forms/ consist 2. the RNA strand of single-stranded RNA viruses is/ transcribed from the genomic RNA is/ called antisense/ called sense and the mRNA 52

3. generate energy/ viruses could not/ on their own 4. an/ a/ entirely-assembled infectious virus/ virion is 5. equip/ many other viruses/ called the envelop / an additional cover P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. Viruses are intracellular parasites and each of them generally constructed with a protein coat and an RNA or DNA genome.

2. Viruses develop and propagate in host cells using the biological machines of the cells.

3. A complete virus is called a virion that is able to deliver its own genome to the host cells, so that the genome can be expressed by the host cells.

4. The genomic material of one virus is associated with proteins so called nucleoproteins and packed within a symmetric protein capsid to form a nucleocapsid.

5. in enveloped viruses, the nucleocapsid is wrapped within a lipid bilayer originated from host cell membrane and the outmost layer of glycoproteins.

P4. Understand the biological contents 1. What are the components of a virus?

2. What is the structure of a virus?

3. What is the size of a virus?

4. How do viruses replicate their progeny?

5. What kinds of viral proteins do viruses produce by themselves?

6. How do scientists classify a virus?

P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

2.3.5. Text in Vietnamese T7.1. Cấu trúc và chức năng. Những virus là những yếu tố ký sinh nội bào và mỗi loại thường được xây dựng với lớp vỏ protein và bộ gen RNA hoặc DNA. Các virus phát triển và lan truyền trong những tế bào chủ bằng cách sử dụng các máy sinh học của tế bào. Một virus hoàn chỉnh được gọi là virion có khả năng chuyển bộ gen của chính nó vào các tế bào chủ, do đó bộ gen có thể được biểu hiện bởi các tế bào chủ. Vật liệu gen của một loại virus có liên quan đến protein nên được gọi là nucleoprotein và được đóng gói trong một vỏ protein đối xứng để tạo thành một nucleocapsid. Trong các virus được bọc vỏ, nucleocapsid được bọc trong một lớp lipid kép có nguồn gốc từ màng tế bào chủ và lớp glycoprotein ngoài cùng (Hình 2.3).

53

T7.2. Bộ gen của virus bao gồm RNA hoặc DNA chuỗi đơn (ss) hoặc chuỗi kép (sd) ở dạng sợi thẳng hoặc vòng tròn. Bộ gen có thể là một phân tử axit nucleic (bộ gen monopartite) hoặc một vài phân tử (bộ gen multipartite). Những bộ gen này được vận hành cho sự nhân lên của chúng bởi những cách thức khác nhau.

T7.3. Những cấu trúc bộ gen và những cách thức sao chép là tiêu chí để phân loại virus.

Chuỗi RNA của RNA virus là chuỗi đơn được gọi là sense và mRNA được phiên mã từ genomic RNA được gọi là antisense. Các vị trí lắp ráp vỏ capsid và vỏ bọc được dùng để phân loại những virus. Những virus không thể tự tạo ra năng lượng. Chúng phụ thuộc vào bộ máy sinh hóa của tế bào chủ. Là ký sinh trùng nội bào, những virus lan tỏa bộ gen của chúng vào tế bào chủ để thực hiện biểu hiện của nó (phiên mã và dịch mã).

T7.4. Một virion là một virus truyền nhiễm được lắp ráp hoàn chỉnh. Nó bao gồm axit nucleic và một lớp vỏ protein (hay còn gọi là vỏ capsid). Những protein của vỏ capsid được mã hóa bởi bộ gen của virus. Virus chỉ có một vài protein để điều chỉnh cấu trúc và sao chép. Những vỏ capsid được tạo bởi những protein đơn hoặc đôi được làm từ nhiều bản sao của protein cấu trúc. Hai hình thức cơ bản tích hợp những capsid protein đã được tìm ra, chúng có kiểu là đối xứng xoắn ốc và đối xứng kiểu icosahedral.

T7.5. Nhiều loại virus khác trang bị một vỏ bọc bổ sung được gọi là vỏ. Cấu trúc này bao quanh vỏ capsid và là một lớp lipid kép có nguồn gốc từ màng tế bào chủ. Mặt ngoài của vỏ được thấy những glycosylated protein được mã hóa bởi virus. Vật chủ có thể được dự đoán thông qua thành phần lipid của virus được bọc vỏ.

54

Chapter 3 GENETICS

3.1. Gene: Structure and Function 3.1.1. Text in English Literature. Genes: Definition and Structure (Susman, 2001); An introduction to Genetic Analysis (Anthony Griffiths, 2000).

T8.1. Genomes are built up by DNA molecules in most organisms and RNAs in many viruses. DNA is polymeric and composed of four nucleotide monomers that are linked to together in long linear chains. The monomers include two purine bases (adenine (A), guanine (G)), and two pyrimidine bases (thymine (T), and cytosine (C)). Most DNAs are double-stranded with complementary nucleotides. A in one strand is paired with T in the other strand, similarly G in one strand is paired with T in the other strand. The pairing rules are fundamental for replication of the DNA. Each strand serves as a template for the synthesis of a newly complimentary strand.

T8.2. In the genome, functionally there are many types of DNA-sequence units. We will discuss about the protein-coding genes that store the genetic message of proteins. One gene has two main structures: A promoter that leads and regulates the rest of the gene; secondly the gene body that usually conjugates the promoter and carries the genetic codes of the protein (Figure 3.1).

T8.3. Proteins are polymers that are produced with 20 amino acids (a.a) covalently bound to each other. A protein molecule is a string of tens to thousands amino acid molecules.

The exact information about the types and polymeric order of any protein is encoded in its gene(s). In other words, genes contain the information for the order of the amino acid strings.

55

Figure 3.1. Genomic structure. An example (a) in eukaryotic cells and (b) the prokaryotic bacteria such as Escherichia coli T8.4. The message is organized with every three constitutive nucleotides out of A, T, G and C. Such a three-nucleotide unit is called a genetic code and encodes an amino acid of any polymer protein. 61 codes encode 20 amino acid that are polymerized to form a protein molecule, one code, ATG, encoding methionine is also the start code situated at the start point of a gene and three other codes are stop codes at the end of the genes (Figure 3.2).

T8.5. The information in a gene must be transformed to a second type of message (messenger RNA, mRNA template) in a transcription process and then the protein molecule is synthesized in a translation process. These two processes are gene expression and are regulated by two different biological machines. The transcription for mRNA templates is carried out by the transcriptional factors and RNA polymerase. The translation for the protein is managed by translational factors, ribosomes and tRNAs (Figure 3.1).

56

Figure 3.2. The genetic code. RNA contains four bases, adenine (A), guanine (G), cytosine (C) and uracil (U). One difference between DNA and RNA is that RNA contains U instead of T. These four bases can be assembled into 64 possible triplet codons, every one of which has a meaning in the genetic code. The codons are traditionally written in their mRNA form. The amino acid translations of the codons are shown in italics. The abbreviations stand for phenylalanine, leucine, isoleucine, methionine, valine, serine, proline, threonine, alanine, tyrosine, histidine, glutamine, asparagine, lysine, aspartate, glutamate, cysteine, tryptophan, arginine and glycine. The three „stop‟ codons, UAA, UAG and UGA are given the whimsical names ochre, amber ad opal, respectively T8.6. The initiation of transcription starts with the recognition of the DNA sequence specific to the expressing gene. Usually the initiation takes place in the promoter region of the gene which is located at the 5‟ end of the gene. The transcriptional factors (TFs) bind to the promoter sequence to confer the binding of RNA polymerase at the 5‟ end of the gene. Next, the outcoming mRNA molecule is elongated. The termination of the mRNA synthesis is signaled with the specific sequence at the 3‟ end recognized by the RNA polymerase. In eukaryotes, RNA modifications include alternative splicing, adding a G cap at the 5‟ end and poly A at the 3‟ end of the molecule (Figure 3.1a).

T8.7. The sequence of bases in a messenger RNA contains signals that are recognized by the protein-synthesizing machinery as starts and stops for the translation. All protein messages begin with a codon for methionine. In prokaryotes, a specific short sequence of bases on the mRNA is recognized by the ribosome as a ribosome-binding site (also called the Shin-Dalgarno sequence) (Figure 3.1b). The AUG methionine codon closest 57

to the ribosome-binding site is used as the first codon in the polypeptide product of the mRNA. In eukaryotes, ribosomes simply bind to the capped end of the mRNA and drift along the molecule until they reach the first AUG, which they use as the „start‟ codon.

T8.8. The mRNA contains the coding signals for the amino acid sequence. The proteinsynthesizing machinery, ribosomes recognize the start codon AUG at the 5‟ capped end of the mRNA. Ribosomes shift along the mRNA while producing longer proteins. Once the ribosomes reach the stop signal which is a stop codon at the 3‟ end, they are stopped and the new polypeptides are released from the ribosomes and enter the post modification processes to become the new proteins.

3.1.2. Terminology and Glossary 1. 3‟ end /thri-ˈprīm-end/ đầu 3‟ 2. 5‟ end /ˈfīv- ˈprīm-end/ đầu 5‟ 3. Adenine /ˈa-də-nēn/ Adenine (A) 4. Alternative splicing /ȯl-ˈtər-nə-tiv/ˈsplīsing/ cắt - nối linh động 5. Amino acid/ amino acid 6. Complementary /käm-plə-ˈmen-tə-rē/ bổ trợ 7. Conjugate /ˈkän-ji-gət/ nối 8. Cytosine /ˈsī-tə-sēn/ cytosine (C) 9. Double-stranded /ˈdə-bəl/ˈstran-dəd/ sợi kép 10. Encode /in(en)-ˈkōd/ mã hóa 11. G cap /ˈjē-kep/ chụp (đầu) G 12. Genetic code /jə-ˈne-tik/ˈkōd/ mã di truyền 13. Genetic message /ˈme-sij/ thông tin di truyền 14. Genome /ˈjē-nōm/ hệ gen 15. Guanine /ˈgwä-nēn/ Guanine (G) 16. mRNA template /ˈtem-plət/ mẫu (bản) mRNA 17. Nucleotide /ˈnü-klē-ə-tīd/ Nucleotide 18. Poly A /ˈpä-lē-ˈā/ chuỗi A 19. Premature polypeptide /prē-mə-ˈtyu r /pä-lē-ˈpep-tīd/ poly peptide chưa được biến đổi 20. Promoter /prə-ˈmō-tər/ promoter 21. Protein /ˈprō-tēn/ protein 22. Protein-coding gene /…/…/ˈjēn/ gen mã hóa protein 23. RNA polymerase /pə-ˈli-mə-rās/ RNA polymerase 58

24. Single-stranded /ˈsiŋ-gəl/…/ sợi đơnStart code /ˈstärt/ˈkōd/ mã khởi đầu 25. Stop code /ˈstäp/ mã kết thúc 26. Thymine /ˈthī-mēn/ Thymine (T) 27. transcription factor /tran-ˈskrip-shən/ˈfak-tər/ yếu tố phiên mã 28. Transcription process/ quá trình phiên mã 29. Transform /trans-fȯrm/ chuyển dạng 30. translation factor /trans-ˈlā-shən/ yếu tố dịch mã 31. Translation process/ quá trình dịch mã 32. tRNA /trans-ˈfər/ (transfer RNA) RNA vận chuyển

3.1.3. Grammar G1. Such noun(s) The message is organized with every three constitutive nucleotides out off A, T, G or C. Such a three-nucleotide unit is called a genetic code and encodes an amino acid of any polymer protein.

G2. And then a phrase The information in a gene must be transformed to a second type of message (messenger RNA, mRNA template) in a transcription process and then the protein molecule is synthesized in a translation process.

3.1.4. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words 1. 3‟ end

11. G cap

2. 5‟ end

12. Genetic code

3. Adenine

13. Genetic code

4. Alternative splicing

14. Genetic message

5. Amino acid

15. Genome

6. Complementary

16. Guanine

7. Conjugate

17. mRNA template

8. Cytosine

18. Nucleotide

9. Double-stranded

19. Poly A

10. Encode

20. Premature polypeptide

59

21. Promoter

29. Thymine

22. protein

30. Transcription process

23. Protein-coding gene

31. transcriptional factor

24. Ribosome

32. Transform

25. RNA polymerase

33. Translation process

26. Single-stranded

34. translational factor

27. Start code

35. tRNA

28. Stop code P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. in most organisms/ genomes are built up by DNA molecules/ and RNAs/ in many viruses 2. many types of DNA-sequence units/ in the genome,/ functionally/ there are 3. proteins/ that/ are polymers/ are produced with 20 amino acids (a.a) covalently bound to each other 4. The information in a gene/ transformed to a second type of message (messenger RNA, mRNA template)/ in a transcription process/ must be 5. the protein molecule/ in a translation process/ is synthesized 6. all protein messages/ a codon for methionine/ begin with P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. Genomes are built up by DNA molecules in most organisms and RNAs in many viruses.

2. DNA is polymeric and composed of four nucleotide monomers that are linked to together in long linear chains.

3. The monomers include two purine bases (adenine (A), guanine (G)), and two pyrimidine bases (thymine (T), and cytosine (C)).

4. Most DNAs are double-stranded with complementary nucleotides. A in one strand is paired with T in the other strand, similarly G in one strand is paired with T in the other strand.

5. The pairing rules are fundamental for replication of the DNA. Each strand serves as a template for the synthesis of a newly complimentary strand.

P4. Understand the biological contents 1. What sorts of genetic codes are presented in the coding sequence of a gene?

60

2. What signals induce the cell to start and stop the transcription of a gene?

3. What types of the sequence are presented in eukaryotic genes?

4. What type of the sequence is presented in prokaryotic genes?

5. What processes should be taken place in the gene expression?

6. What is genetically the general difference between an intron and an exon?

7. How many possible types of transcriptions could a gene in eukaryotes have?

P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

3.1.5. Text in Vietnamese T8.1. Những bộ gen được xây dựng bởi các phân tử DNA trong hầu hết các sinh vật và RNA trong nhiều loại virus. DNA là polymer và được tạo ra từ bốn đơn phân nucleotide chúng được liên kết với nhau trong những chuỗi sợi dài. Các đơn phân bao gồm hai purin base (adenine (A), guanine (G)) và hai pyrimindine base (thymine (T) và cytosine (C)). Hầu hết các DNA là chuỗi kép với các nucleotide bổ sung. A trong trong một chuỗi được ghép cặp với T trong chuỗi khác, G trong một chuỗi được ghép cặp với T trong chuỗi khác. Những quy tắc ghép đôi là nguyên lý cho sao chép DNA. Mỗi chuỗi đóng vai trò như một khuôn mẫu cho sự tổng hợp một chuỗi bổ trợ mới.

T8.2. Trong hệ gen, về mặt chức năng có nhiều phần trình tự DNA. Chúng tôi sẽ thảo luận về những gen mã hóa protein giữ thông tin di truyền của những protein. Một gen có hai cấu trúc chính: Một promoter làm dẫn dắt và điều chỉnh phần còn lại của gen; thứ hai là phần gen chính thường gắn nối với promoter và mang những mã di truyền của protein (Hình 3.1).

T8.3. Những protein là những polymer được tạo ra với 20 axit amin được liên kết hóa trị với nhau. Một phân tử protein là một chuỗi gồm hàng chục đến hàng ngàn phân tử axit amin. Thông tin chính xác về các loại và thứ tự polymer của bất kỳ protein nào được mã hóa trong (những) gen của nó. Nói cách khác, gen chứa thông tin thứ tự các chuỗi axit amin.

T8.4. Thông tin được tổ chức với mỗi ba nucleotide liên tục cấu thành từ A, T, G và C. Một đơn vị ba nucleotide như vậy được gọi là mã di truyền và mã hóa một axit amin của protein polymer. 61 mã mã hóa 20 axit amin được kết hợp để tạo thành một phân tử protein và ba mã còn lại làm mã START nằm ở điểm bắt đầu của gen và mã STOP ở cuối gen (Hình 3.2).

T8.5. Thông tin trong một gen phải được chuyển thành loại thông tin thứ hai (RNA thông tin, mẫu mRNA) trong một quá trình phiên mã và sau đó phân tử protein được tổng hợp 61

trong một quá trình dịch mã. Hai quá trình này là biểu hiện gen và được điều hòa bởi hai máy sinh học khác nhau. Phiên mã cho các mẫu mRNA được thực hiện bởi các yếu tố phiên mã và RNA polymerase. Dịch mã cho protein được thực hiện bởi các yếu tố tịnh tiến, ribosome và tRNA (Hình 3.1).

T8.6. Sự khởi đầu phiên mã bắt đầu bởi sự nhận ra trình tự DNA đặc trưng cho gen biểu hiện. Thông thường, sự khởi đầu diễn ra trong promoter (vùng khởi động) của gen nằm ở đầu 5‟ của gen. Các yếu tố phiên mã liên kết với trình tự khởi đầu tạo ra sự gắn kết của RNA polymerase ở đầu 5‟ của gen. Tiếp theo, phân tử mRNA đang nhú ra được kéo dài. Sự kết thúc của quá trình tổng hợp mRNA được xác định bằng trình tự đặc hiệu ở đầu 3‟ nơi được nhận ra bởi RNA polymerase. Ở sinh vật nhân chuẩn, các sửa đổi RNA bao gồm ghép nối linh động, gắn thêm một G-cap ở đầu 5‟ và poly A ở đầu 3‟ của phân tử (Hình 3.1a).

T8.7. Chuỗi các bazơ (cách gọi khác của nucleotide) trong một mRNA mang những tín hiệu được nhận ra bởi bộ máy tổng hợp protein như là những sự bắt đầu và dừng lại cho dịch mã. Tất cả các thông tin protein bắt đầu bằng một mã cho methionine. Ở sinh vật tiền nhân, một trình tự ngắn đặc hiệu trên mRNA được ribosome nhận ra là vị trí gắn với ribosome (còn được gọi là trình tự Shine Shine Dalgarno) (Hình 3.1b). Những mã AUG của methionine gần nhất với vị trí gắn với ribosome được sử dụng làm mã khởi đầu (start codon) trong sản phẩm polypeptide của mRNA. Ở sinh vật nhân chuẩn, các ribosome chỉ liên kết với đầu G-cap của mRNA và trượt dọc theo phân tử cho đến khi chúng tới AUG đầu tiên, cái mã này chúng sử dụng như là mã khởi đầu.

T8.8. mRNA chứa các tín hiệu mã hóa cho chuỗi axit amin. Máy tổng hợp protein, là các ribosome nhận ra mã khởi đầu AUG ở đầu 5‟ của mRNA. Những ribosome di chuyển dọc theo mRNA trong khi tạo ra những protein dài hơn. Khi các ribosome tiến đến tín hiệu dừng (stop codon) ở đầu 3‟, chúng sẽ được dừng và các polypeptide mới được giải phóng khỏi những ribosome và đi vào các quá trình sửa đổi sau dịch mã để trở thành protein mới.

3.2. Gene expression: Transcription 3.2.1. Text in English Literature. RNA transcription by RNA polymerase: prokaryotes vs eukaryotes (Clancy, 2008); Molecular Biology of The Cell (Bruce Alberts, 2002).

T9.1. All nucleus, diploid cells in an organism have the similar genome, in other words, the same DNA set. The muscular cells in muscle tissues produce contractions and the pancreatic cells in pancreas produce insulin. How do these cells could manage different functions? The answer lies in the regulation of the gene expression. Changes in transcription are first fundamental means for the cells to differently function across 62

species. In single-cell organisms such as bacteria, the alternative transcription is mostly depended on their environmental cues.

T9.2. Transcription is regulated by its transcriptional machinery in which RNA polymerase, a protein complex, plays a central role. RNA polymerases have been found in all species but their number and components vary across species. Indeed, bacteria contain a single type of RNA polymerase whereas eukaryotes have three types. These two RNA categories similarly process the transcriptional mechanisms.

T9.3. An overview on transcription. In all species, transcription starts with binding of transcription factors (TFs) and then the RNA polymerase binds to a priming DNA sequence known as the gene promoter. Once binding to the primer, the RNA polymerase is activated, it enables the initiation, elongation and termination of the transcription. Transcription can therefore be regulated at the promoter level (cis regulation) and polymerase level (trans regulation). The regulator elements differ between bacteria and eukaryotes (Figure 3.3).

Figure 3.3. Overview of transcription in cells T9.4. Bacterial transcription is performed by a single type of RNA polymerase. This polymerase is composed of five subunits, four are catalytic and one (or sigma) is regulatory. The later subunit is various and each oversees the transcription of a certain set of genes by the binding ability to the gene promoter sequences.

T9.5. In eukaryotes, transcription is gained by three distinct types of RNA polymerases (RNA pol I, II, III). The enzymes differ in the number and type of construction subunits.

RNA pol I transcribes ribosomal RNAs (rRNAs), RNA pol II transcribes premature RNAs that are followed by the modification for mature RNAs, mRNAs. RNA pol III transcribes small RNAs such as transfer RNAs (tRNAs).

T9.6. RNA polymerase II is important to scientists who do research on the regulation of gene expression. RNA pol II binds to specific DNA sequences, for example TATA boxes, within the promoter of any gene. The affinity of the RNA pol II to such the promoter sequences and the gene expression are influenced by other enhance or suppression elements in the promoter.

63

3.2.2. Terminology and Glossary 1. Catalytic subunit /ka-tə-ˈli-tik/ˈsəb-yü-nət/ tiểu phần xúc tác 2. Cis regulation /ˈsis/re-gyə-ˈlā-shən/ điều khiển mức promoter 3. Diploid /ˈdi-plȯid/ lưỡng bội 4. Elongation /ē-lȯŋ-ˈgā-shən/ sự kéo dài 5. Enhance element /in(en)-ˈhans/ˈe-lə-mənt/ trình tự kích thích 6. Gene expression/ik-ˈspre-shən/ biểu hiện gen 7. Initiation /i-ni-shē-ˈā-shən/ sự bắt đầu 8. Mature RNA/ phân tử RNA đã được hoàn thiện 9. Mechanism/ cơ chế 10. Pancreas /ˈpaŋ-krē-əs/ tuyến tiền liệt 11. Premature RNA/ phân tử RNA mới được tổng hợp 12. Regulate subunit/ tiểu phần điều hòa 13. Ribosomal RNA /rī-bə-ˈsō-məl/ rRNA 14. Subunit/ thành phần, tiểu phần 15. Suppression element/sə-ˈpre-shən/ trình tự ức chế 16. TATA box /tä-ˈtä/ˈbäks/ trình tự TATA 17. Termination /tər-mə-ˈnā-shən/ sự kết thúc 18. Trans regulation /ˈtranz/ điều khiển mức RNA polymerase 19. Transfer RNA/ tRNA

3.2.3. Grammar G1. Between two noun(s) The regulator elements differ between bacteria and eukaryotes.

G2. Noun(s) in/by which Transcription is regulated by its transcriptional machinery in which RNA polymerase, a protein complex, plays a central role.

Changes in transcription are thus a fundamental means by which cell function is regulated across species.

G3. Change(s) in noun(s) Changes in transcription are thus a fundamental means by which cell function is regulated across species.

64

3.2.4. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words 1.Catalytic subunit

12. Promoter

2.Cis regulation

13. Regulate

3.Diploid

14. Regulate subunit

4.Elongation

15. Ribosomal RNA (rRNA)

5.Enhance element

16. RNA polymerase

6.Gene expression

17. Suppression element

7.Initiation

18. TATA box

8.Mature RNA

19. Termination

9.Mechanism

20. Transcribe

10. Pancreas

21. Transfer RNA (tRNA)

11. Premature RNA

22. Transregulation

P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. transcription/ in eukaryotes,/ by three distinct types of RNA polymerases (RNA pol I, II, III)/ is gained 2. bacterial transcription/ by a single type of RNA polymerase/ is performed 3. to a priming DNA sequence known/ the RNA polymerase binds/ as the gene promoter 4. transcription/ a central role/ its transcriptional machinery/ in which RNA polymerase, a protein complex, plays/ is regulated by 5. All nucleus diploid cells in an organism/ in other words,/ the same DNA set/ the similar genome/ have P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. In all species, transcription starts with binding of transcription factors (TFs) and then the RNA polymerase binds to a priming DNA sequence known as the gene promoter.

2. Once binding to the primer, the RNA polymerase is activated, it enables the initiation, elongation and termination of the transcription.

3. Transcription can therefore be regulated at the promoter level (cis regulation), polymerase level (trans regulation).

4. Bacterial transcription is performed by a single type of RNA polymerase. This polymerase is composed of five subunits, four are catalytic and one (or sigma) is regulatory.

65

5. The later subunit is various and each oversees the transcription of a certain set of genes by the binding ability to the gene promoter sequences.

P4. Understand the biological contents 1. What is the difference between the RNA polymerase (s) in eukaryotes versus prokaryotes?

2. How does RNA polymerase transcribe RNA? P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

3.2.5. Text in Vietnamese T9.1. Tất cả tế bào lưỡng bội, có nhân trong một sinh vật có hệ gen tương tự nhau, nói cách khác, cùng một bộ DNA. Các tế bào cơ trong các mô cơ tạo ra các cơn co thắt và các tế bào tuyến tụy trong tuyến tụy sản xuất insulin. Làm thế nào để các tế bào có thể điều hòa các chức năng khác nhau? Câu trả lời là sự điều hòa của biểu hiện gen.

Những thay đổi trong phiên mã là cách thức cơ bản đầu tiên để các tế bào hoạt động khác nhau trong các loài. Trong các sinh vật đơn bào như vi khuẩn, phiên mã linh động chủ yếu phụ thuộc vào tín hiệu môi trường của chúng.

T9.2. Phiên mã được điều hòa bởi bộ máy phiên mã của nó, trong đó RNA polymerase, một phức hợp protein, đóng vai trò trung tâm. RNA polymerase đã được tìm thấy ở tất cả các loài nhưng số lượng và thành phần của chúng khác nhau giữa các loài. Thực sự vi khuẩn chứa một loại RNA polymerase trong khi sinh vật nhân chuẩn có ba loại. Hai loại RNA này thực hiện tương tự như nhau các cơ chế phiên mã một.

T9.3. Tổng quan về phiên mã. Ở tất cả các loài, phiên mã bắt đầu từ sự gắn của các yếu tố phiên mã (TF) và sau đó là RNA polymerase bám vào chuỗi DNA là promoter của gen.

Ngay khi liên kết với promoter, RNA polymerase được kích hoạt, nó có thể thực hiện sự bắt đầu, kéo dài và chấm dứt phiên mã. Do đó, phiên mã có thể được điều hòa ở cấp độ promoter (gọi là điều hòa cis), cấp độ polymerase (gọi là điều hòa trans). Các yếu tố điều hòa thì khác nhau giữa vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn (Figure 3.3).

T9.4. Phiên mã vi khuẩn được thực hiện bởi một loại RNA polymerase duy nhất.

Polymerase này bao gồm năm tiểu đơn vị, bốn là xúc tác và một (hay sigma) là điều hòa. Tiểu đơn vị sigma này rất đa dạng và mỗi loại giám sát quá trình phiên mã của một bộ gen nhất định bằng khả năng bám với promoter của gen.

T9.5. Ở sinh vật nhân chuẩn, phiên mã được thực hiện bởi ba loại RNA polymerase riêng biệt (RNA pol I, II, III). Các enzyme khác nhau về số lượng và loại tiểu đơn vị cấu thành. RNA pol I phiên mã những RNA của ribosome (rRNA), RNA pol II phiên mã những RNA chưa trưởng thành (pre-mRNA) những RNA này được tiếp tục trải qua sự sửa đổi để cho ra những RNA hoàn hảo, mRNA. RNA pol III phiên mã các RNA nhỏ như những RNA vận chuyển (tRNA).

66

T9.6. RNA polymerase II rất quan trọng đối với các nhà khoa học thực hiện những nghiên cứu về sự điều hòa biểu hiện gen. RNA pol II liên kết với các trình tự DNA đặc hiệu, ví dụ TATA, bên trong promoter của bất kỳ gen nào. Độ tương khớp của RNA pol II với các trình tự promoter và sự biểu hiện gen bị ảnh hưởng bởi các yếu tố tăng cường hoặc ức chế khác nhau trong promoter.

3.3. Polymerase Chain Reaction: A core tool for DNA amplification 3.3.1. Text in English Literature. Research Techniques Made Simple: Polymerase Chain Reaction (PCR) (Lilit Garibyan, 2013).

T10.1. Polymerase chain reaction (PCR) was innovated by Mullis in 1990. This technique multiplies any DNA molecule. It thus allows to produce large amounts of DNA molecules. Since found, it has transformed biological sciences. PCR-based implementation has motivated scientific projects such as the Human Genome Project.

T10.2. PCR is a simple assay that can amplify a specific DNA fragment from a mixture of DNA. As Dr. Kary Mullis stated “it lets you pick the piece of DNA of interest and you will have as much of it as you want”. Any source of DNA from various tissues (blood, skin, saliva, etc.) and organisms (bacteria, etc.), could be assayed with PCR. Little amount of DNA is required as a template to generate enough copies for laboratory purposes.

T10.3. A PCR requires a mixture of DNA template, primers, nucleotides, DNA polymerase and buffer solution. The DNA polymerase catalyzes the covalent bond of one nucleotide to another one to form PCR product. Four types of nucleotides acting as building blocks include adenine, thymine, cytosine, and guanine. Primers are short complementary DNA fragments that specify the exact DNA to be amplified. The DNA template is the origin sequence to synthesize the new complementary DNA strands. The buffer solution has water and Mg2+ (in form of MgSO4) and sustainable pH (Figure 3.4).

T10.4. The PCR components are mixed up in a PCR solution, put in PCR tubes, and placed in a PCR machine. A PCR assay has three basic steps: 1) the temperature of the reaction is increased and the double-strand DNA template is denatured to separate the two DNA strands; 2) the temperature is lowered to anneal the primers to the specificallycomplementary DNA site in the target DNA sequence in the template DNA; 3) the temperature is raised and the DNA polymerase is active to add the free nucleotide in the 3‟ end of the primers, extending the primers to become the complementary polynucleotides to the single-strand DNA template. The three-step PCR reaction is repeated n cycles and then the copy number of the DNA template is theoretically increased 2n times.

67

Figure 3.4. Schematic presentation of the PCR principle. Three major steps (1, 2, and 3) are processed in each of three PCR cycles T10.5. To visualize PCR products amplified from the unvisualized DNA template, researchers could stain the PCR products with the classical chemical dye such as ethidium bromide (EtBr) or new fluorescent dyes such as SYBR Green. The PCR product is loaded on the agarose gel and migrated by agarose-gel electrophoresis. The PCR product with different DNA sizes is separated on the gel (Figure 3.5).

Figure 3.5. The amplification of genes (matk, rbcl and trH-psbA) in plants by PCR on an agarose gel. The products were stained with the SYBR green dye. M-DNA marker; bp-base pair. The image was a gift by Dr. Mai Huong Bui 68

T10.6. Quantitative PCR is a technique to detect the presence or absence of DNA of interest. For example, PCR was able to detect Merkel cell polyomavirus in people with a skin cancer developed from Merkel cells in skin. In the test, the investigators found a 351-nucleotide DNA fragment of the virus in 6 out of 16 samples. This type of PCR is also used in other fields such as molecular taxonomy.

T10.7. Quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR) provides two major types of information about the presence and amount of the DNA of interest. For example, qRT-PCR has been applied in cancer prediction. It detects the quantitative expression of the mRNA of the tumor suppressor genes and oncogenes in cancers. Although PCR is a valuable technique, it is not completely perfect. Contamination could generate false PCR products. PCR could produce non-specific products that are not totally identical to the target DNA.

3.3.2. Terminology and GlossaryAbsence /ˈab-səns/ vắng mặt 1. Agarose gel /ˈa-gə-rōs/ˈjel/ màng gel bằng agarose 2. Amplify /ˈam-plə-fī/ nhân bội 3. Anneal /ə-ˈnēl/ bắt cặp 4. Apply /ə-ˈplī/ ứng dụng 5. Assay /a-ˈsā/ thí nghiệm 6. Buffer /ˈbə-fər/ dung dịch đệm 7. Complementary DNA/ DNA bổ trợ 8. Component/ thành phần 9. Contamination /kən-ta-mə-ˈnā-shən/ sự nhiễm 10. SYBR Green /ˈsī-bər/ˈgrēn/ SYBR Green là một loại Fluorescent dye 11. Denature /dē-ˈnā-chər/ biến tính 12. Detect /di-ˈtekt/ nhận biết 13. DNA fragment /ˈfrag-mənt/ đoạn DNA 14. DNA of interest /ˈin-tə-rəst/ DNA mong muốn 15. DNA polymerase /pə-ˈli-mə-rās/ enzyme loại DNA polymerase 16. DNA size /ˈsīz/ kích thước DNA 17. DNA strand /ˈstrand/ sợi DNA 18. Electrophoresis /i-lek-trə-fə-ˈrē-səs/ điện di 19. Ethidium bromide /e-ˈthi-dē-əm/ˈbrō-mīd/ EtBr 20. False PCR product /ˈfȯls/…/ ˈprä-dəkt/ sảm phẩm PCR bị sai

69

21. Fluorescent dye /flu -ˈre-sᵊnt /ˈdī/ chất nhuộm phát huỳnh quang 22. Human Genome Project /…/…/ˈprä-jekt/ dự án đọc trình tự hệ gen người 23. Implement /ˈim-plə-mənt/ ứng dụng 24. Laboratory /ˈla-bə-rə-tȯr-ē/ phòng thí nghiệm 25. Mixture /ˈmiks-chər/ hỗn hợp 26. Molecular taxonomy /mə-ˈle-kyə-lər/ tak-ˈsä-nə-mē/ phân loại học mức phân tử 27. Multiply /ˈməl-tə-plī/ nhân bội 28. Non-specific product /nän-spi-ˈsi-fik/ˈprä-dəkt/ sản phẩm không đặc hiệu (không mong muốn) 29. PCR machine /mə-ˈshēn/ máy thực hiện phản ứng PCR 30. Poly chain reaction (PCR) /ˈpä-lē/ˈchān/rē-ˈak-shən/ PCR 31. Presence /ˈpre-zᵊns/ có mặt 32. Primer/ mồi 33. Proto-oncogene /prōt-ō-ˈäŋ-kə-jēn/ gen thường bị đột biến và trở thành gen góp phần vào tạo ra ung thư 34. Quantitative PCR /ˈkwän-tə-tā-ti/ qPCR 35. Quantitative Real-Time PCR/ qRT-PCR 36. Sample /ˈsam-pəl/ mẫu 37. Solution /sə-ˈlü-shən/ dung dịch 38. Synthesize /ˈsin-thə-sīz/ tổng hợp 39. Target DNA /ˈtär-gət/ DNA mong muốn 40. Tumor suppressor gene /ˈtü-mər/sə-ˈpre-sər/ gen ức chế khối u 41. Utilize /ˈyü-tə-līz/ ứng dụng 42. Visualize /ˈvi-zhə-wə-līz/ nhìn thấy (bằng mắt)

3.3.3. Grammar G1. amount(s) of noun(s) It thus allows to produce large amounts of DNA molecules.

G2. To anneal noun(s) to other noun(s) The temperature is lowered to anneal the primers to the specifically-complementary DNA site in the target DNA sequence.

G3. To be complementary to noun(s)

70

The temperature is raised and the DNA polymerase is active to add the free nucleotide in the 3‟ end of the primers, extending the primers to become complementary polynucleotides to the single-strand DNA template.

3.3.4. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words 1. Absence

22. Fluorescent dye

2. Agarose gel

23. Human Genome Project

3. Amplify

24. Implication

4. Anneal

25. Laboratory

5. Apply

26. Mixture

6. Assay

27. Molecular taxonomy

7. Buffer

28. Multiply

8. Complementary DNA

29. Non-specific product

9. Component

30. PCR machine

10. Contamination

31. Poly chain reaction (PCR)

11. SYBR Green

32. Prediction

12. Denature

33. Presence

13. Detect

34. Primers

14. DNA fragment

35. Proto-oncogene

15. DNA of interest

36. Quantitative PCR

16. DNA polymerase

37. Quantitative Real-Time PCR

17. DNA size

38. Sample

18. DNA strand

39. Solution

19. Electrophoresis

40. Synthesize

20. Ethidium bromide

41. Target DNA

21. False PCR product

42. Tumor suppressor gene

P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. are/ two dyes to visualize/ EthBr and fluorescent dyes/ PCR products 2. an PCR assay has/ extension /annealing/ denaturation/ three basic steps: 3. a PCR/ of DNA template, primers, nucleotides, DNA polymerase and buffer/ a mixture/ requires 4. PCR is/ a specific DNA fragment from/ a simple assay that can amplify/ a mixture of DNA 71

5. quantitative PCR/ the presence or absence of DNA of interest/ a technique to detect/ is 6. quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR)/ the presence and amount of the DNA of interest/ provides/ two major types of information about P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. The PCR components are mixed up in a PCR solution in a PCR tubes and is placed in a PCR machine.

2. An PCR assay has three basic steps: 1) The temperature of the reaction is increased and the double-strand DNA template is denatured to separate the two DNA strands; 3. 2) The temperature is lowered to anneal the primers to the specifically-complementary DNA site in the target DNA sequence; 4. 3) The temperature is raised and the DNA polymerase is active to add the free nucleotide in the 3‟ end of the primers, extending the primers to become complementary polynucleotides to the single-strand DNA template.

5. The three-step PCR reaction is repeated n cycles and then the copy number of the DNA template is increased 2n times.

P4. Understand the biological contents 1. What are the required components of a PCR assay?

2. What is the quantitative PCR for?

3. What is the qualitative PCR for?

4. How could the PCR products be detected?

5. Give examples of failure result that a PCR can generate?

P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

3.3.5. Text in Vietnamese T10.1. Phản ứng chuỗi polymerase (PCR) đã được Mullis phát kiến vào năm 1990. Kỹ thuật này nhân lên bất kỳ phân tử DNA nào. Nó do vậy cho phép tạo ra một lượng lớn các phân tử DNA. Kể từ khi tìm thấy, nó đã biến đổi khoa học sinh học. Những ứng dụng dựa trên PCR đã thúc đẩy các dự án khoa học như Dự án bộ gen người.

T10.2. PCR là một xét nghiệm đơn giản có thể khuếch đại một đoạn DNA nhất định từ hỗn hợp DNA. Như Tiến sĩ Kary Mullis đã tuyên bố, nó cho phép bạn chọn đoạn DNA quan tâm và bạn sẽ có nhiều như bạn muốn. Bất kỳ nguồn DNA nào từ các mô khác nhau (máu, da, nước bọt...) và sinh vật (vi khuẩn...), đều có thể được xét nghiệm bằng PCR. Một lượng nhỏ DNA được yêu cầu làm mẫu để tạo đủ bản sao cho những mục đích thí nghiệm.

72

T10.3. Một PCR cần một hỗn hợp của mẫu DNA, mồi, nucleotide, DNA polymerase và dung dịch đệm. DNA polymerase xúc tác liên kết cộng hóa trị của một nucleotide với một nucleotide khác để tạo thành sản phẩm PCR. Bốn loại nucleotide đóng vai trò là vật liệu xây dựng bao gồm adenine, thymine, cytosine và guanine. Các đoạn mồi là các đoạn DNA bổ sung ngắn chúng xác định DNA nhất định cần được nhân bội lên. DNA mẫu là chuỗi gốc để tổng hợp các chuỗi DNA bổ sung mới. Bộ đệm chứa nước và Mg2+ và pH ổn định (Hình 3.4).

T10.4. Các thành phần PCR được trộn lẫn trong dung dịch PCR và giữ trong ống PCR và được đặt vào một máy PCR. Một xét nghiệm PCR có ba bước cơ bản: 1) Nhiệt độ của phản ứng được tăng lên và mẫu DNA sợi kép được biến tính để tách hai chuỗi DNA; 2) Nhiệt độ được hạ xuống để bắt cặp các mồi đến vị trí DNA bổ sung đặc biệt trong chuỗi DNA đích trong DNA mẫu; 3) Nhiệt độ được tăng lên và DNA polymerase hoạt động để gắn nucleotide tự do vào đầu 3‟ của mồi, việc này làm kéo dài các mồi để trở thành polynucleotide bổ sung cho mẫu sợi DNA mẫu dạng chuỗi đơn. Phản ứng PCR ba bước được lặp lại n chu kỳ và sau đó về mặt lý thuyết số lượng bản sao của mẫu DNA được tăng lên 2n lần.

T10.5. Để nhìn thấy các sản phẩm PCR được khuếch đại từ mẫu DNA không không thấy, những người làm nghiên cứu có thể nhuộm sản phẩm PCR bằng hai loại chất nhuộm như chất nhuộm truyền thống ethidium bromide (EtBr) hoặc chất nhuộm huỳnh quang mới như SYBR Green. Sản phẩm PCR được đưa vào gel agrarose và dịch chuyển bởi phương pháp agarose-gel electrophoresis. Sản phẩm PCR với các kích thước DNA khác nhau được tách ra trên gel (Hình 3.5).

T10.6. Quantitative PCR là một kỹ thuật để phát hiện sự hiện diện hay vắng mặt của DNA quan tâm. Ví dụ, PCR có thể phát hiện Mercel cell polyomavirus người mắc bệnh ung thư da bắt nguồn từ tế bào da Merkel. Trong thử nghiệm, các nhà điều tra đã tìm thấy một đoạn DNA 351 nucleotide của virus trong 6 trên 16 mẫu. Loại PCR này cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như phân loại phân tử.

T10.7. Quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR) cung cấp hai loại thông tin chính về sự hiện diện và số lượng DNA quan tâm. Ví dụ, qRT-PCR đã được áp dụng trong dự báo ung thư. Nó phát hiện các biểu hiện định lượng của mRNA của các gen ức chế khối u và gen gây ung thư trong ung thư. Mặc dù PCR là một kỹ thuật có giá trị, nó không hoàn toàn hoàn hảo. Nhiễm có thể tạo ra các sản phẩm PCR sai. PCR có thể tạo ra các sản phẩm không đặc trưng chúng không hoàn toàn giống với DNA mong muốn.

73

Chapter 4 PROTEOMICS 4.1. Protein synthesis: Translation 4.1.1. Text in English Literature. Translation initiation: structures, mechanisms and evolution (Assen Marintchev, 2004); Molecular Biology of The Cell (Bruce Alberts, 2002).

T11.1. Protein synthesis is a process involving major stages: initiation, elongation, termination and recycling. The stages are remarkedly regulated by: elongation factors (EFs, homologous to the c subunit of eukaryotic initiation factor 2 (eIF2)) that brings aa-tRNA to the ribosome.

T11.2. Translation initiation roughly passes four events (Figure 4.1).

1. Disassociation and anti-association of the two ribosome subunits.

2. Selection of the initiator aa-tRNA. 3. Selection of the correct translation start site.

4. Association of the two ribosome subunits at the start codon.

Once all are set up, the ribosome is willing to elongate the peptide chain by accepting the first elongator aa-tRNA and form the first peptide bond.

T11.3. The elongation is a synthetic process for continuous peptide bonds, triggering a polypeptide chain. This process prolongs from the assembly of the ribosome subunits at the start codon to the arriving of the ribosome at the stop codon on the same mRNA string. An aa-tRNA is bound to the A site and the paring of the anticodon of the aatRNA with the complementary code on the mRNA is established (Figure 4.1).

Figure 4.1. Model translation in cells 74

T11.4. Next, a new peptide bond is formed by transferring the already formed peptide in the P site to aa-tRNA in the A site; this simultaneously created a deacylated tRNA in the E site. The peptidyl tRNA is shifted one code to the P site and ultimately the deacylated tRNA is removed off the E site. Notedly, the mRNA is translocated one code when one new peptide bond is formed. Termination is a process in which the translation complex recognizes an in-frame stop codon in the mRNA, releasing the nascent polypeptide chain and disassociating the ribosomal subunits.

4.1.2. Terminology and Glossary 1. Recognize /ˈre-kig-nīz/ nhận ra 2. Dissociation /di-sō-sē-ˈā-shən/ phân tách 3. Nascent /ˈna-sᵊnt/ sơ khai 4. Assembly /ə-ˈsem-blē/ tích tụ 5. P site /ˈsīt/ vị trí P (trong cấu trúc ribosome) 6. A site/ vị trí A (trong cấu trúc ribosome) 7. E site/ vị trí E (trong cấu trúc ribosome) 8. Translocate /trans-lō-ˈkā-shən/ dịch chuyển 9. Anti-association /ˈan-tī-ə-sō-sē-ˈā-shən/ kháng tập hợp 10. Peptide chain /ˈpep-tīd/ˈchān/ chuỗi peptide 11. Peptide bond /ˈbänd/ liên kết peptide 12. Elongation factor (EF) /ē-lȯŋ-ˈgā-shən/ˈfak-tər/ EF 13. Eukaryotic initiation factor 2 (eIF2)/ eIF2 14. aa-tRNA/ aa-tRNA

4.1.3. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words 1. Recognize

8. Anti-associated

2. Nascent

9. Peptide chain

3. Assembly

10. Peptide bond

4. P site

11. Elongation factor (EF)

5. A site

12. Eukaryotic initiation factor 2 (eIF2)

6. E site

13. aa-tRNA

7. Translocate

75

P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. Protein synthesis is/ initiation, elongation, termination/ and recycling/ a process involving/ major stages: 2. The elongation/ for continuous peptide bonds/ a synthetic process/ is 3. Termination/ which/ recognizes an in-frame stop codon in the mRNA/ is a process in/ the translation complex P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. The elongation is a synthetic process for continuous peptide bonds, triggering a polypeptide chain.

2. This process prolongs from the assembly of the ribosome subunits at the start codon to the arriving of the ribosome at the stop codon on the same mRNA string. An aa-tRNA is bound to the A site and the paring of the anticodon of the aa-tRNA with the complementary code on the mRNA is established.

3. Next, a new peptide bond is formed by transferring the already formed peptide in the P site to the A site tRNA; this also created a deacylated tRNA in the E site.

4. The peptidyl tRNA is shifted one code to the P site and ultimately the deacylated tRNA is remove out of the E site.

5. Notedly, the mRNA is translocated one code when one new peptide bond is formed.

P4. Understand the biological contents 1. What factors are involved in the process of translation?

2. What are the major steps of polypeptide translations?

3. How do I understand “aa-tRNA”?

4. What is the meaning of abbreviated EF? P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

1.4.4. Text in Vietnamese T11.1. Tổng hợp protein là một quá trình bao gồm các giai đoạn chính: bắt đầu, kéo dài, kết thúc và quay vòng lại. Các giai đoạn được điều hòa mạnh mẽ bởi: các yếu tố kéo dài (EF, tương đồng với tiểu đơn vị c của yếu tố khởi đầu trong sinh vật nhân thực 2 (eIF2)) chúng mang aa-tRNA đến ribosome.

T11.2. Bắt đầu dịch nói chung trải qua bốn sự kiện (Hình 4.1).

1. Các tiểu đơn vị ribosome bị tách rời và phản liên kết.

76

2. Sự lựa chọn yếu tố khởi đầu aa-tRNA. 3. Sự lựa chọn vị trí bắt đầu dịch đúng.

4. Các tiểu đơn vị kết hợp với nhau tại mã khởi đầu.

Sau khi tất cả được thiết lập, ribosome sẵn sàng kéo dài chuỗi peptide bằng cách chấp nhận thành phần kéo dài đầu tiên aa-tRNA và tạo liên kết peptide đầu tiên.

T11.3. Sự kéo dài là một quá trình tổng hợp cho các liên kết peptide liên tục, sự việc này tạo ra một chuỗi polypeptide. Quá trình này kéo dài từ sự tập hợp các tiểu đơn vị ribosome ở mã khởi đầu cho đến sự xuất hiện của ribosome tại mã kết thúc trên cùng chuỗi mRNA. Một aa-tRNA được liên kết với vị trí A và việc ghép cái đối mã của aatRNA với mã bổ sung trên mRNA được tạo ra (Hình 4.1).

T11.4. Tiếp theo, một liên kết peptide mới được hình thành bằng cách chuyển peptide đã được hình thành trong vị trí P sang aa-tRNA của vị trí A; điều này cũng đồng thời tạo ra một deacetlylated tRNA ở vị trí E. Peptidyl tRNA được chuyển một mã sang vị trí P và cuối cùng deacetylated tRNA được dịch chuyển khỏi vị trí E. Cần nói rằng, mRNA được dịch một mã một khi một liên kết peptide mới được hình thành. Kết thúc là một quá trình trong đó phức hợp dịch mã nhận ra một mã kết thúc trong khung trong mRNA, điều này gây ra giải phóng chuỗi polypeptide mới sinh và phân rã các tiểu đơn vị ribosome.

4.2. Protein: Structure and function 4.2.1. Text in English Literature. Amino Acids, Peptides, and Proteins (McKee, 2015); Biochemistry (Lubert Stryer, 2002).

Table 4.1. Names and Abbreviations of the Standard Amino Acids Amino Acid

Three-Letter Abbreviation

One-Letter Abbreviation

Alanine

Ala

A

Arginine

Arg

R

Asparagine

Asn

N

Aspatic acid

Asp

D

Cysteine

Cys

C

Glutamic acid

Glu

E

Glutamine

Gln

Q

Glycine

Gly

G 77

Amino Acid

Three-Letter Abbreviation

One-Letter Abbreviation

Histidine

His

H

Isoleucine

Ile

I

Leucine

Leu

L

Lysine

Lys

K

Methionine

Met

M

Phenylalanine

Phe

F

Proline

Pro

P

Serine

Ser

S

Threonine

Thr

T

Tryptophan

Trp

W

Tyrosine

Tyr

Y

Valine

Val

V

T12.1. Amino acids are single molecules constructing macromolecules, proteins or polypeptides, and hydrolysis of any proteins and polypeptides yields 20 common amino acids (Table 4.1). These amino acids, except for proline, have the similar overall structure that contains a central α-carbon, a carboxylate group (COO-), a hydrogen atom (H+), an amino group (NH3+), and a side chain R (Figure 4.2).

Figure 4.2. General Structure of the α-Amino Acids T12.2. At a pH of 7, the carboxyl group of an amino acid is in a base form (-COO-) while the amino group is in an acid form (-NH3+). This property of an amino acid is described as amphoteric. The properties of an amino acid are also determined by its R group. For example, upon the capacity of interacting with water of each amino acid, there are four classes: nonpolar, polar, acidic, and basic.

T12.3. In living organisms, proteins perform different functions: catalysis as enzymes; structure as fibers; regulation as receptors, transport as carriers or channels; storage as ovalbumin in eggs, defense as antibodies. Biologists distinguished four levels of conformations of all proteins. Primary structure is the amino acid sequence.

78

T12.4. Proteins with similar amino acid sequences were originated from the same ancestor gene, so they are called homologous. For example, mitochondrial redox protein cytochrome c has many homologies across species. These cytochrome c proteins in different species have conserve sequences with invariant amino acid residues. This presumes that all the homologies play the same function in energy generation.

T12.5. The secondary structure of a protein or a polypeptide composes of repeating patterns. The most commonly second structures consist of the α-helix and the β-pleated sheet. The two organizations are stabilized by localized hydrogen bonds between a carboxyl oxygen (CO) and an amino hydrogen (NH) group in the backbone of the polypeptide chain (Figure 4.3 and Figure 4.4). Additionally, the properties of the R groups influence the φ and ψ-angles.

Figure 4.3. The α-Helix. (a) Hydrogen bonds form between carbon and N-H groups along the long axis. (b) Two forms of β-pleated sheet: antiparallel (left) and parallel (right). Hydrogen bonds are represented by dotted lines. (c) A more detailed view of antiparallel β-pleated sheet

Figure 4.4. Selected Super secondary Structures. a. βαβ units, b. β-meander, c. αα unit, d. β-barrel, and e. Greek key. Note that β-strands are depicted as arrows.

Arrow tips point toward the C-terminus 79

T12.6. Tertiary structures appear in globular proteins. This three-dimensional conformation is formed by: 1) Distant amino acids in the primary structure proximately come to each other; 2) Most water molecules that are excluded from the interior of the protein, generating interactions between polar and nonpolar groups possible, so the protein is more compact; 3) Each domain of the protein that is usually a compact unit (so called a fold) (Figure 4.5).

Figure 4.5. Selected Domains Found in Large Numbers of Proteins. (a) The EF hand, a helix-loop-helix that binds specifically to Ca2+, and (b) the leucine zipper, a DNAbinding domain, are two examples of α-domains. (c) Human retinol-binding protein, a type of β-barrel domain (retinol, a visual pigment molecule, is shown in yellow). (d) The α/β zinc-binding motive, a core feature of numerous DNA-binding domains T12.7. Quaternary structure. Many proteins are composed of several polypeptide chains called subunits. The subunits assemble and are held each other‟s by noncovalent bonds (hydrophobic interaction, electrostatic and hydrogen bonds) and covalent cross-links.

The covalent cross-links significantly stabilize multisubunit proteins (Figure 4.6). For examples, desmosine cross-links connect four polypeptide chains through lysine side chains in elastin protein. Lysinonorleucine cross-links are founded in collagen and elastin (Figure 4.7).

Figure 4.6. Interactions that maintain tertiary structure 80

Figure 4.7. Demosine and Lysinonorleucine linkages

4.2.2. Terminology and Glossary 1. Acidic /ə-ˈsi-dik/ tính acid 2. amino group /ə-ˈmē-nō/ˈgrüp -NH3 3. Ancestor gene /ˈan-se-stər/ gen cổ xưa 4. Antibody /ˈan-ti-bä-dē/ kháng thể 5. Basic /ˈbā-zik/ tính ba-zơ 6. Carboxylate group /kär-ˈbäk-sə-/lāt/ˈgrüp/ nhóm COOH 7. Carrier /ˈker-ē-ər/ yếu tố mang, vận chuyển 8. Catalyses /kə-ˈta-lə-sēz/ (polural) những xúc tác 9. Catalysis /kə-ˈta-lə-səs/ xúc tác 10. Conserve sequence /kən-ˈsərv/ˈsē-kwəns/ trình tự bảo thủ (bảo toàn) 11. Covalent cross-link /kō-ˈvā-lənt/ˈkrȯs/ˈliŋk/ liên kết chéo hóa trị 12. Cytochrome /ˈsī-tə-krōm/ loại protein cytochrome 13. Channel /ˈcha-nᵊl/ kênh 14. Domain /dō-ˈmān/ (được hiểu) một đoạn protein có khả năng thực hiện một chức năng 15. Electrostatic bond /i-lek-trə-ˈsta-tik/ˈbänd/ liên kết tĩnh điện 16. Fiber /sợi 17. Homologous /hō-ˈmä-lə-gəs/ đồng dạng, tương đồng 18. Homology /hō-ˈmä-lə-jē/ đồng dạng, tương đồng 19. Hydrogen bond /ˈhī-drə-jən/ liên kết hydro 20. Hydrolysis /hī-ˈdrä-lə-səs/ thủy phân 21. Hydrophobic interaction /hī-drə-ˈfō-bik/ in-tər-ˈak-shən/ tương tác kỵ nước 22. Multisubunit protein/ protein được tạo từ nhiều tiểu phần 23. Nonpolar /nän-ˈpō-lər/ không phân cực 81

24. Ovalbumin/ ä-val-ˈbyü-mən/ protein ovalbumin (trong trứng) 25. Polar /ˈpō-lər/ phân cực 26. Polypeptide/polypeptide 27. Primary structure /ˈprī-mer-ē/ cấu trúc căn bản 28. Quaternary structure /ˈkwä-tər-ner-ē/ cấu trúc bậc bốn 29. Receptor /ri-ˈsep-tər/ thụ thể 30. Secondary structure /ˈse-kən-der-ē/ˈstrək-chər/ cấu trúc bậc hai 31. Side chain /ˈsīd/…/ chuỗi bên 32. Tertiary structure /ˈtər-shē-er-ē/ cấu trúc bậc ba 33. α-carbon /ˈkär-bən/ carbon ở vị trí alpha 34. α-helix /al-pha/ˈhē-liks/ xoắn alpha 35. β-pleated sheet /be-ta/ˈplētid/ˈshēt/ phiến gấp beta 36. φ-angle/ phai/ góc φ 37. ψ-angle /psi/ góc ψ

4.2.3. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words 1. α-helix 2. β-pleated sheet 3. φ-angle 4. ψ-angle 5. Catalysis 6. Receptor 7. Carrier 8. Channel 9. Ovalbumin 10. Antibody 11. Protein 12. Polypeptide 13. Hydrolysis 14. Macromolecule 15. Side chain 16. Carboxylate group 17. α-carbon 18. amino group 19. nonpolar 82

20. polar 21. acidic 22. basic 23. Ancestor gene 24. Homologous 25. Cytochrome 26. Homology 27. Conserve sequence 28. Secondary structure 29. Primary structure 30. Tertiary structure 31. Quaternary structure 32. Domain 33. Subunit 34. Hydrophobic interaction 35. Electrostatic bond 36. Hydrogen bond 37. Covalent cross-link 38. Multisubunit protein

P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. the α-helix/ the most commonly second structures/ and the β-pleated sheet/ consist of 2. four levels of/ conformations of/ all proteins/ biologists distinguished 3. determined by its R group/ the properties of an amino acid/ are also 4. amino acids/ single molecules/ are/ constructing macromolecules, proteins or polypeptides.

5. were/ proteins/similar amino acid sequences/ originated from the same ancestor gene/ with P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. In living organisms, proteins are encountered to function: Catalysis as enzymes; structure as fibers; regulation as receptors, transport as carriers or channels; storage as ovalbumin in eggs, defense as antibodies.

2. Proteins with similar amino acid sequences were originated from the same ancestor gene, so they are called homologous. For example, mitochondrial redox protein cytochrome c has many homologies across species.

3. These cytochrome c proteins in different species have conserve sequences with invariant amino acid residues. This presumes that all the homologies play a function in energy generation.

P4. Understand the biological contents 1. How many standard amino acids are found in the hydrolysis of proteins?

2. What are the functions a protein may have?

3. What produce the primary structure of proteins?

4. What types of interactions and bonds are generated in the secondary structure of proteins?

5. What types of interactions and bonds are found in the teriary structure of proteins?

6. What kinds of interactions and bonds are probably presented in the quaternary structure of proteins?

4.3.4. Text in Vietnamese T12.1. Axit amin là các phân tử đơn cấu trúc nên các đại phân tử, protein hoặc polypeptide, và thủy phân bất kỳ protein và polypeptide nào tạo ra 20 axit amin phổ biến (Bảng 4.1). Các axit amin này, ngoại trừ proline, có kiểu cấu trúc tổng thể tương tự nó chứa một carbon trung tâm, nhóm carboxylate (COO-), nguyên tử hydro (H+), nhóm amino (NH3+) và chuỗi bên R (Hình 4.2).

T12.2. Ở pH 7, nhóm carboxyl của một axit amin ở dạng bazơ (-COO-) trong khi nhóm amin ở dạng axit (-NH3+). Tính chất này của một axit amin được gọi là lưỡng tính. Các tính chất của một axit amin cũng được xác định bởi nhóm R của nó. Ví dụ, dựa trên khả 83

năng tương tác với nước của từng axit amin, có bốn loại: không phân cực, phân cực, axit và ba-zơ.

T12.3. Trong các sinh vật sống, protein thực hiện chức năng khác nhau: Xúc tác như enzyme; cấu trúc như sợi; điều hòa như thụ thể, vận chuyển như yếu tố vận chuyển hoặc kênh; lưu trữ như ovalbumin trong trứng, bảo vệ như kháng thể. Các nhà sinh học phân biệt bốn cấp độ phù hợp của tất cả các protein. Cấu trúc sơ cấp là chuỗi axit amin.

T12.4. Các protein có trình tự axit amin tương tự được bắt nguồn từ cùng một gen tổ tiên, vì vậy chúng được có tính đồng dạng (tương đồng). Ví dụ, protein oxi-hóa khử ty lạp thể c có nhiều tương đồng giữa các loài. Những protein loại cytochrom c ở các loài khác nhau có các chuỗi bảo tồn với thành phần axit amin bất biến. Điều này giả định rằng tất cả các đồng dạng đóng vai trò tương tự trong tạo năng lượng.

T12.5. Cấu trúc thứ cấp của protein hoặc polypeptide có những mô hình mẫu lặp lại. Các cấu trúc thứ cấp phổ biến nhất bao gồm chuỗi xoắn alpha và phiến gấp beta. Hai cấu trúc được ổn định bởi liên kết hydro giữa một nhóm carboxyl oxy (CO) và nhóm amino hydro (NH) trong trục xương sống của chuỗi polypeptide (Hình 4.3 và 4.4). Ngoài ra, các thuộc tính của các nhóm R gây ảnh hưởng đến góc φ và ψ.

T12.6. Cấu trúc cấp ba xuất hiện trong những protein hình cầu. Cấu trúc ba chiều này được hình thành bởi: 1) Các axit amin ở xa trong cấu trúc sơ cấp tiến lại gần nhau; 2) Hầu hết các phân tử nước được loại trừ khỏi phía bên trong protein, tạo ra sự tương tác giữa các nhóm cực và không phân cực, do đó protein nhỏ gọn hơn; 3) Mỗi vùng của protein thường là một đơn vị nén lại (được gọi là nếp gấp) (Hình 4.5).

T12.7. Cấu trúc bậc bốn. Nhiều protein bao gồm một số chuỗi polypeptide chúng được gọi là những tiểu phần. Các tiểu đơn vị lắp ráp và được giữ với nhau bằng các liên kết không hóa trị (tương tác kỵ nước, liên kết tĩnh điện và hydro) và liên kết chéo hóa trị.

Các liên kết chéo hóa trị ổn định đáng kể những protein tiểu phần (Hình 4.6). Ví dụ, liên kết chéo desmosine kết nối bốn chuỗi polypeptide thông qua chuỗi bên lysine trong protein elastin. Liên kết chéo lysinonorleucine được thành lập trong collagen và elastin (Hình 4.7).

84

Chapter 5 BIOTECHNOLOGY 5.1. Plant-cell and tissue culture 5.1.1. Text in English Literature. Future uses of plant cell culture techniques (Shargool, 1985); Plant Cell Culture (Smith, 2001).

T13.1. Plant cell and tissue culture is essential for food, drugs, and many other applications. This text reviews the technical issues of plant cell and tissue cultures.

T13.2. Plant tissue culture. First, a piece of plant tissue is removed from the parent plant. It is then sterilized to remove surface microorganisms. Next, it is placed onto a nutrition medium that will nourish its growth. The medium could be in a phase of liquidity or solidity with agar. It has suitable mineral salts, vitamins, and nutrient carbon components such as sucrose. In a liquid medium, the plant cells grow to be cell suspension that consists of many small groups of cells. On the solid medium, a collection of cells, which is called a callus, is developed. Both conditions generate and maintain undifferentiated cells (Figure 5.1).

Figure 5.1. Procedure for starting callus and cell suspension cultures T13.3. Tissue culture techniques have great potential for preservation of germplasm of endangered plant species. For example, the juvenile tissues of date palm and carnation were able to recover after they were stored in liquid nitrogen for months. Special trees could be cloned for numerous similar offsprings; thus, it could be an efficient solution for forestry industry. This technique is also used to develop new plant cells and then new plants with new traits that do not present in their parents.

T13.4. Complete plants could be regenerated from tissues or single cells by suitable usage of plant hormones added in the culture medium. Processed the regular route of culture of tissue-callus-shoot-root, the new plants are produced and each of they may have new 85

properties, so called somaclonal variation, such as large size, higher yield and disease resistance. The number of somaclonal variants with free disease is very huge in sugarcane culture.

13.5. Another method along with cell cultures to produce plants with new characteristics is protoplast fusion. This technique is able to remove the plant cell wall with specific enzymes such as cellulase and pectinase. Such the cells are called protoplasts.

Interspecies protoplasts are mixed, and then induced to fuse each other by a fusogenic agent such as polyethylene glycol (PEG), forming heterokaryons. The different nuclei later may fuse together to form a synkaryon. The fused cells are induced to divide and differentiate and become new plants (Figure 5.2).

Figure 5.2. Preparation and culture of protoplasts T13.6. Ideally the protoplast fusion has a great potential for new plants with designed characteristics but it has been realized problems such as sterility and disease susceptibility. So instead of incorporating either a complete or partial new genome into 86

one plant cell, it should incorporate expected properties such as herbicide resistance encoded by a gene.

T13.7. Genetic engineering of plant cells. Genetic engineering techniques modify the genetics of the organism. In this scenario, they involve transformation of isolated DNA that has the gene of interest by using specific vectors such as Cauliflower Mosaic Virus (CaMV) and Agrobacterium. The first tool transfers the genome of the virus into the host plant cells. The viral genome does not integrate into the genome of the host cells.

In the later method, Agrobacterium (either A. tumefaciens or A. rhizogenes) transfers its Ti-plasmid that already inherited the gene of interest into the host plant cells. Once inside the plant cells, the Ti-plasmid physically integrates into the genome of the host plant cells.

5.1.2. Terminology and Glossary 1. A. rhizogenes /ˈrīzəj n/ tên một loài vi khuẩn 2. A. tumefaciens/ tên một loài vi khuẩn 3. Agar /ˈä-gər/ (hợp chất) agar 4. Agrobacterium /a-grō-bak-ˈtir-ē-əm/ tên một họ vi khuẩn 5. Application /a-plə-ˈkā-shən/ ứng dụng 6. Cauliflower Mosaic Virus (CaMV) /ˈkȯ-li-flau-ər/mō-ˈzā-ik/ˈvī-rəs/ tên một loại virus 7. Cell suspension /sə-ˈspen-shən/ huyền phù tế bào 8. Cellulase /ˈsel-yə-lās/ (enzyme) cellulose 9. Culture medium /ˈkəl-chər/ˈmē-dē-əm/ môi trường nuôi cấy 10. Differentiate /di-fə-ˈren-shē-āt/ biệt hóa 11. Disease resistance /di-ˈzēz/ ri-ˈzi-stəns/ kháng bệnh 12. Endangered species /in-ˈdān-jərd/ˈspē-shēz/ loài nguy cấp 13. Fusion /ˈfyü-zhᵊn/ dung hợp 14. Genetic engineering /en-jə-ˈnir-iŋ/ kỹ thuật biến đổi di truyền 15. Germplasm /ˈjərm-pla-zəm/ chất mầm (mẫu nguồn) 16. Herbicide resistance /ˈ(h)ər-bə-sīd/ kháng thuốc diệt cỏ 17. Heterokaryon /he-tə-rō-ˈker-ē-än/ thể dị nhân 18. Synkaryon /sin-ˈkar-ē-än/ hợp nhân 19. Host plant cell/ tế bào tế bào thực vật chủ

87

20. Inherit /in-ˈher-ət/ thừa kế di truyền 21. Integrate /ˈin-tə-grāt/ hòa nhập, tích hợp 22. Juvenile tissue /ˈjü-və-nī(-ə)l/ mô non (mới sinh) 23. Media /ˈmē-dē-ə/ (những) môi trường 24. Method /ˈme-thəd/ phương pháp 25. Microorganism /mī-krō-ˈȯr-gə-ni-zəm/ vi sinh vật 26. Nutrient medium /ˈnü-trē-ənt/ môi trường dinh dưỡng 27. Pectinase /ˈpek-tə-nāz/ (enzyme) pectinase 28. Plant cell/ tế bào thực vật 29. Plant hormone /ˈhȯr-mōn/ chất kích thích sinh trưởng và phát triển thực vật 30. Polyethylene glycol (PEG) /pä-lē-ˈe-thə-lēn/ˈglī-kȯl/ chất polyethylen 31. Preservation /pre-zər-ˈvā-shən/ bảo tồn 32. Property /ˈprä-pər-tē/ đặc tính 33. Protoplast /ˈprō-tə-plast/ tế bào trần, thể nguyên sinh 34. Somaclonal variation/…/ver-ē-ˈā-shən/ biến dị dòng soma 35. Synkaryon /sin-ˈkar-ē-än/ nhân dung hợp 36. Ti-plasmid /ˈplaz-məd/ Ti-plasmid 37. Tissue culture/ nuôi cấy mô 38. Trait /ˈtrāt/ tính trạng 39. Undifferentiated cell/ tế bào không được biệt hóa 40. Variant /ˈver-ē-ənt/ dòng, giống 41. Variation /ver-ē-ˈā-shən/ sự đa dạng

5.1.3. Grammar G1. Such as noun(s) It has suitable mineral salts, vitamins, and nutrient carbon components such as sucrose.

G2. Verbed (past participle) after noun(s) such as added Complete plants could be regenerated from tissues or single cells by suitable usage of plant hormones added in the culture medium.

88

5.1.4. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words 1. A. rhizogenes

20. Integrate

2. A. tumefaciens

21. Juvenile tissue

3. Agar

22. Method

4. Agrobacterium

23. Microorganism

5. Application

24. Nutrient medium

6. Cauliflower Mosaic Virus (CaMV)

25. Pectinase

7. Cell suspension

26. Plant cell

8. Cellulase

27. Plant hormone

9. Characteristics

28. Polyethylene glycol (PEG)

10. Culture medium

29. Preservation

11. Differentiate

30. Property

12. Disease resistance

31. Protoplast

13. Endangered species

32. Synkaryon

14. Fusion

33. Ti-plasmid

15. Genetic engineering

34. Tissue culture

16. Germplasm

35. Trait

17. Herbicide resistance

36. Undifferentiated cell

18. Host plant cell

37. Variant

19. Inherit

38. Variation

P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. interspecies protoplasts are mixed/ forming heterokaryons/ and then induced to fuse each other by a fusogenic agent such as polyethylene glycol (PEG) 2. added in the culture medium/ complete plants could be/ suitable usage of plant hormones/ regenerated from tissues or single cells by 3. for preservation/ tissue culture techniques have great potential/ of germplasm of endangered plant species 4. is called a callus,/ on the solid medium/ which/ a collection of cells,/ is developed 5. ideally/ a great potential/ the protoplast fusion/ has/ for new plants with designed characteristics 6. involve/ genetic engineering techniques/ transformation of isolated DNA 89

7. modifies/ CaMV/ the genome of the host plant cells by transferring its entire genome into the host plants cells 8. Modifies/ Agrobacterium/ the genome of the host plant cells by inserting the partial Tiplasmid into the genome of the host plant cells P3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 1. First, a piece of plant tissue is removed from the parent plant. It is then sterilized to remove surface microorganisms.

2. Next, it is placed onto a nutrition medium that will nourish its growth. The medium could be in a phase of liquidity or solidity with agar.

3. It has suitable mineral salts, vitamins, and nutrient carbon components such as sucrose.

4. In a liquid medium, the plant cells grow to be cell suspension that consists of many small groups of cells.

5. On the solid medium, a collection of cells, which is called a callus, is developed. Both conditions generate and maintain undifferentiated cells.

P4. Understand the biological contents 1. What purposes is the plant-tissue culture used for?

2. What are the the general steps of plant tissue culture?

3. Do engineers apply hormones in plant- tissue cultures?

4. How does Ti-DNA modify the genetics of the plant through plant-tissuse culture?

5. How does CaMV modify the genetics of the plant?

P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

5.1.5. Text in Vietnamese T13.1. Nuôi cấy tế bào và mô thực vật cần thiết cho thực phẩm, thuốc và nhiều ứng dụng khác. Phần viết này xem xét các vấn đề kỹ thuật của nuôi cấy tế bào và mô thực vật.

T13.2. Nuôi cấy mô thực vật. Đầu tiên, một mảnh mô thực vật được lấy ra khỏi cây mẹ.

Sau đó nó được khử trùng để loại bỏ các vi sinh vật bề mặt. Tiếp theo, nó được đặt vào một môi trường dinh dưỡng sẽ tạo ra sự phát triển của nó. Môi trường nuôi có thể ở dạng lỏng hoặc rắn bởi agar. Nó có muối khoáng thích hợp, vitamin và các thành phần carbon dinh dưỡng như đường đôi. Trong môi trường lỏng, các tế bào thực vật phát triển thành huyền phù tế bào gồm nhiều nhóm tế bào nhỏ. Trên môi trường rắn, một tập hợp các tế bào, gọi là mô sẹo, được phát triển. Cả hai điều kiện tạo ra và duy trì các tế bào không biệt hóa (Hình 5.1).

90

T13.3. Kỹ thuật nuôi cấy mô có tiềm năng lớn để bảo tồn chất mầm (có thể hiểu là mẫu nguồn gốc) của các loài thực vật có nguy cơ tuyệt chủng. Ví dụ, các mô non của cây Chà là và Cẩm chướng có thể phục hồi sau khi chúng được lưu trữ trong nitơ lỏng trong nhiều tháng. Cây đặc biệt có thể được nhân bản cho nhiều cây như nhau, do đó nó có thể là một giải pháp hiệu quả cho ngành lâm nghiệp. Kỹ thuật này cũng được sử dụng để phát triển các tế bào thực vật mới và sau đó là các cây mới với những đặc điểm mới không có trong cây bố mẹ của chúng.

T13.4. Cây hoàn chỉnh có thể được tái sinh từ các mô hoặc tế bào đơn bằng cách sử dụng các hoocmon thực vật phù hợp được cho vào trong môi trường nuôi cấy. Tuân thủ theo cách thông thường nuôi cấy mô - mô sẹo - chồi - rễ, các cây mới được sản xuất và mỗi cây có thể có các tính chất mới, do vậy được gọi là biến dị dòng soma (dòng soma), như kích thước lớn, năng suất cao hơn và khả năng kháng bệnh. Số lượng các biến dị soma không có bệnh là rất lớn trong nuôi cấy cây mía đường.

T13.5. Một phương pháp tuyệt vời cùng với nuôi cấy tế bào để tạo ra cây có đặc tính mới là sự dung hợp hợp tế bào trần (thể nguyên sinh). Kỹ thuật này có thể loại bỏ thành tế bào thực vật bằng các enzyme như cellulase và pectinase. Các tế bào như vậy được gọi là thể tế bào trần. Tế bào trần khác loài được trộn lẫn, và sau đó được gây hợp nhất với nhau bởi một yếu tố dung hợp như polyethylen glycol (PEG), tạo thành các thể khác nhân (thể dị nhân). Các nhân khác nhau sau này có thể hợp nhất với nhau để tạo thành một thể nhân hợp. Các tế bào được dung hợp được kích thích để phân chia và biệt hóa và phát triển thành cây mới (Hình 5.2).

T13.6. Một cách lý tưởng, sự dung hợp của tế bào trần có tiềm năng lớn cho những thực vật mới với các đặc điểm được thiết kế nhưng người ta đã được xác định các hạn chế như vô trùng và tính nhạy cảm với bệnh. Vì vậy, thay vì kết hợp một bộ gen hoàn chỉnh hoặc một phần vào một tế bào thực vật, thì nên kết hợp các đặc tính dự kiến như kháng thuốc diệt cỏ được mã hóa bởi một gen.

T13.7. Kỹ thuật di truyền sửa đổi di truyền của sinh vật. Trong khuôn khổ này, những kỹ thuật sửa đổi di truyền liên quan đến việc biến đổi DNA được phân lập có gen mong muốn bằng cách sử dụng các vectơ như Virus khảm Cauliflower (CaMV) và Agrobacterium. Công cụ đầu tiên chuyển bộ gen của virus vào tế bào thực vật chủ. Bộ gen của virus không tích hợp vào bộ gen của tế bào chủ. Trong phương pháp sau, Agrobacterium (A. tumerfaciens hoặc A. rhizogenes) chuyển Ti-plasmid yếu tố mà đã được chuyền gen quan tâm vào tế bào thực vật chủ. Khi đã ở trong tế bào thực vật, Tiplasmid xâm hợp vào hệ gen của tế bào thực vật chủ.

91

5.2. Animal-cell culture 5.2.1. Text in English Literature. Introduction to animal cell culture (Ryan, 2008); Cell Culture Basics Handbook (Gibco, 2016).

John A. Ryan. Corning Incorporated, Life Sciences, 900 Chelmsford St., Lowell, MA 01851.

T14.1. Primary culture. Animal cells are removed from the organism with Explant Culture or Enzymatic Dissociation methods and cultured in an appropriate environment. They will attach to culture vessels, divide more cells, and grow up (Figure 5.3).

Figure 5.3. Animal cell culture. (a) Enzymatic dissociation of cells; (b) Cells in culture dishes. Explants (7 and 9) failed to grow; (c) Primary cell culture derived from the Poeciliopsis lucida fish T14.2. Subculturing. The cells fully grown in the medium substrate in the primary culture need to be subcultured for more growth. The cell culture is treated with enzymes digestion or scrapped and the cells are released from the substrate as well as separated each other. The cell suspension is then placed into new culture vessels. When the development of the cell culture meets the requirement, the cells are treated with cryoprotective agents such as dimethyl sulfoxide (DMSO) or glycerol, frozen and store at cryogenic temperatures.

T14.3. Culture cells have three major morphologies: 1) epithelial-like: they are attached to the culture substrate and exhibit flattened and polygonal in shape; 2) lymphoblast-like: they are suspended and have a spherical shape; 3) fibroblast-like: they are stick to the substrate and exhibit elongated and bipolar. They may form swirls in cell-rich-cultures (Figure 5.4).

92

Figure 5.4. Cell lines were cultured. (b) CHO-K1 cells derived from Chinese hamster; (a) Epithelial-like cell line (CI-9) derived from rat liver T14.4. Any cultures would be chemical- and biological-contaminated. Chemical contamination is hard to detect since it is invisible for reagents such as metal ions and endotoxins. Biological contamination is visible if it is caused by bacteria and fungi.

However, it is difficult to detect mycoplasmas and viruses. To avoid such the contamination, one should get properly trained, use good technique. He or she properly designs, maintains and sterilizes all equipment and media for the culture. Selection of antibiotics is also concerned in the culture.

T14.5. Temperature condition is a factor depended on types of the culture cells. The cells from cold-blood vertebrates usually require a range of 180 to 250 while the cell mammals need 360 to 370. Some types of cells attach to good substrates which are commonly made of glass or special plastic and coated with collagen, laminin and gelatin.

T14.6. The cells may grow in suspension by attaching to the beads of plastic, glass, crosslinked dextran and polyacrylamide. The culture medium consists of nutritional components (amino acids, vitamins, minerals, and carbohydrates) to provide nutrients, growth factors (hormones, serum and specific growth factors) to regulate the development, and essential gases (O2 and CO2) to remain aerobic respiration of the cells and the pH value of the medium. CO2 in form of bicarbonate (HCO3-) adjusts pH of the buffer in a rage of 7.0 to 7.4. The osmolality (osmotic pressure) of the medium affects the exchange of substances in and out of the cells. It is regulated by the supply or subtraction of salt in the medium.

T14.7. Cell cultures could be used in basic biological research, tests for toxicity and drugs.

Cell cultures would apply to produce many products, including massive production of viruses in vaccine industry such as vaccines for polio, rabies, hepatitis B and chicken pox; production of genetically engineered cells for protein yield; production of replacement tissues and organs such as skin. In gene therapy, a patient may have gene mutations that cause abnormality. The genetic-engineering cells of the patient could

93

inherit new genes without any mutations and are transplanted back into the patient in a hope to recover the patient‟s defect.

5.2.2. Terminology and Glossary 1. Adjust /ə-ˈjəst/ điều chỉnh 2. Contaminated /kən-ˈta-mə-nā-təd/ bị nhiễm 3. Cryogenic temperature /krī-ə-ˈje-nik/ˈtem-pər-chu r/ nhiệt độ âm sâu 4. Cryoprotective /krī-ō-prə-ˈtek-tiv/ bảo vệ trong siêu lạnh 5. Culture vessel /ˈve-səl/ bình nuôi cấy 6. Dimethyl sulfoxide (DMSO) /dī-ˈme-thəl/səl-ˈfäk-sīd/ chất dimethyl sulfoxide 7. Endotoxin /en-dō-ˈtäk-sən/ độc tố do vi khuẩn tiết ra 8. Epithelial-like /e-pə-ˈthē-lē-əl/ giống tế bào biểu mô 9. Fibroblast-like /ˈfī-brə-blast/ giống tế bào fibroblast 10. Gene therapy /ˈther-ə-pē/ liệu pháp gen 11. Glycerol /ˈgli-sə-rȯl/ chất glycerol 12. Invisible /in-ˈvi-zə-bəl/ không thể nhìn thấy bằng mắt 13. Lymphoblast-like /ˈlim-fə-blast/ giống tế bào lymphoblast 14. Morphology /mȯr-ˈfä-lə-jē/ hình thái 15. Mutation /myü-ˈtā-shən/ sự đột biến 16. Mycoplasma /mī-kō-ˈplaz-mə/ một loại vi khuẩn tên là mycoplasma 17. Patient /ˈpā-shənt/ bệnh nhân 18. Primary culture/ nuôi cấy sơ cấp (nuôi cấy ban đầu) 19. Recover /ri-ˈkə-vər/ khôi phục 20. Replacement /ri-ˈplās-mənt/ sự thay thế 21. Selection /sə-ˈlek-shən/ sự chọn lọc 22. Subculture /ˈsəb-kəl-chər/ nuôi cấy truyền 23. Substraction /səb-trak-shən/ giảm bớt 24. Supply /sə-ˈplī/ bổ sung 25. Toxicity /täk-ˈsi-sə-tē/ sự độc hại 26. Transplant /trans-ˈplant/ cấy, ghép 27. Vaccine /vak-ˈsēn/ vắc xin 28. Visible/ có thể nhìn thấy bằng mắt

94

5.2.3. Grammar G1. AND in a parallel structure.

The culture medium consists of nutritional components (amino acids, vitamins, minerals, carbohydrates) to provide nutrients, growth factors (hormones, serum and specific growth factors) to regulate the development, and essential gases (O2 and CO2) to remain aerobic respiration of the cells and the pH value of the medium.

They will attach to culture vessels, divide more cells, and grow up.

5.2.4. Problems P1. Write down the pronunciation and Vietnamese meaning of words 1. Buffer

14. Invisible

2. Contamination

15. Lymphoblast-like

3. Cryogenic temperature

16. Morphology

4. Cryoprotective

17. Mutation

5. Culture vessel

18. Mycoplasma

6. Dimethyl sulfoxide (DMSO)

19. Primary culture

7. Drug

20. Recover

8. Endotoxin

21. Replacement

9. Epithelial-like

22. Subculture

10. Fibroblast-like

23. Toxicity

11. Gene therapy

24. Transplant

12. Genetic engineering

25. Vaccine

13. Glycerol

26. Visible

P2. Rearrange the given hints to make a sentence 1. from the organism/ animal cells are removed/ or Enzymatic Dissociation methods/ with Explant Culture 2. divide more cells,/ they will attach to/ and grow up/ culture vessels, 3. fully grown in the medium substrate in the primary culture/ the cells/ need to be subcultured for more growth 4. tests for toxicity/ cell cultures could be used in/ and drugs/ basic biological research 5. and biological-/ any cultures would be/ contaminated/ chemicalP3. Read the paragraphs and translate the sentences to Vietnamese 95

1. The culture medium consists of nutritional components (amino acids, vitamins, minerals, carbohydrates), growth factors (hormones, serum and specific growth factors), and essential gases (O2 and CO2).

2. Cell cultures could be used in basic biological research, tests for toxicity and drugs, etc.

3. Cell cultures would apply to produce many products, including massive production of viruses in vaccine industry such as vaccines for polio, rabies, hepatitis B, chicken pox; production of genetically engineered cells for protein yield; production of replacement tissues and organs such as skin.

4. In gene therapy, a patient may have gene mutations that cause abnormality. The geneticengineering cells of the patient could inherit new genes without any mutations and are transplanted back into the patients in a hope to recover the patient‟s defect.

P4. Understand the biological contents 1. How is a cell culture obtained?

2. How could a researcher avoid contaminations?

3. What factors can affect the animal-cell culture?

4. What are the components of the cell culture media?

5. What are the problems happening with cultured cells??

P5. Let people know the word/sentence that you have listened to the clips

5.2.5. Text in Vietnamese T14.1. Nuôi cấy sơ cấp. Các tế bào động vật được lấy ra từ sinh vật bằng phương pháp Explant Culture hoặc là Enzymatic Dissociation và được nuôi cấy trong một môi trường thích hợp. Chúng sẽ bám vào các bình nuôi cấy, phân chia thêm nhiều tế bào và lớn lên (Hình 5.3).

T14.2. Cấy truyền. Các tế bào được phát triển đầy đủ trong môi trường nuôi cấy sơ cấp cần phải được cấy truyền để tăng trưởng nhiều hơn. Nuôi cấy tế bào được xử lý bằng enzyme giới hạn hoặc lấy ra và các tế bào được giải phóng khỏi chất nền cũng như được tách nhau ra. Huyền phù tế bào sau đó được đặt vào các bình nuôi cấy mới. Khi sự phát triển của nuôi cấy tế bào đáp ứng yêu cầu, các tế bào được xử lý bằng các chất bảo vệ lạnh như dimethyl sulfoxide (DMSO) hoặc glycerol, đông lạnh và bảo quản ở nhiệt độ đông lạnh.

T14.3. Các tế bào nuôi cấy có ba hình thái chính: 1) Giống như biểu mô: chúng được gắn vào cơ chất nuôi cấy và biểu hiện kiểu phẳng và đa giác về hình dạng; 2) Giống như lymphoblast: chúng lơ lửng và có hình cầu; 3) Giống như nguyên bào sợi: chúng dính vào chất nền, và thể hiện hình dạng kéo dài và lưỡng cực. Chúng có thể tạo thành những cái xoáy trong môi trường nuôi cấy nhiều tế bào (Hình 5.4).

96

T14.4. Bất kỳ nuôi cấy nào cũng có thể bị nhiễm hóa học và sinh học. Nhiễm hóa học rất khó phát hiện vì nó không thể thấy đối với các chất như những ion kim loại và nội độc tố. Nhiễm sinh học có thể nhìn thấy nếu nó được gây ra bởi vi khuẩn và nấm. Tuy nhiên, rất khó để phát hiện mycoplasmas và virus. Để tránh nhiễm như vậy, người ta nên được đào tạo đúng cách, sử dụng kỹ thuật tốt. Người làm cần thiết lập, duy trì và khử trùng hoàn hảo tất cả các thiết bị và phương tiện cho nuôi cấy. Lựa chọn kháng sinh cũng cần được quan tâm trong nuôi cấy.

T14.5. Điều kiện nhiệt độ là một yếu tố phụ thuộc vào các loại tế bào nuôi cấy. Các tế bào từ động vật có xương sống máu lạnh thường cần khoảng từ 18oC đến 25oC trong khi các tế bào động vật có vú cần 36oC đến 37oC. Một số loại tế bào gắn vào các cơ chất tốt loại cơ chất mà thường được làm bằng thủy tinh hoặc nhựa đặc biệt và được phủ ngoài bởi collagen, laminin và gelatin.

T14.6. Các tế bào có thể phát triển kiểu huyền phù bằng cách bám vào các hạt nhựa, thủy tinh, cross-linked dextran và polyacrylamide. Môi trường nuôi cấy bao gồm các thành phần dinh dưỡng (axit amin, vitamin, khoáng chất, và carbohydrat) để cung cấp những chất dinh dưỡng, yếu tố tăng trưởng (hormone, huyết thanh và các yếu tố tăng trưởng chuyên biệt) để điều hòa sự phát triển và các khí thiết yếu (O2 và CO2) để duy trì hô hấp hiếu khí của các tế bào và giá trị pH của môi trường. CO2 ở dạng bicarbonate (HCO3-) điều chỉnh pH của dung dịch đệm trong một khoảng từ 7,0 đến 7,4. Hàm lượng chất tan (áp suất thẩm thấu) của môi trường ảnh hưởng đến việc trao đổi các chất trong và ngoài tế bào. Nó được điều tiết bởi sự thêm hoặc sự bớt muối trong môi trường.

T14.7. Nuôi cấy tế bào có thể được sử dụng trong nghiên cứu sinh học cơ bản, những xét nghiệm độc tính và thuốc. Những nuôi cấy tế bào có thể áp dụng để sản xuất nhiều sản phẩm, bao gồm sản xuất virus hàng loạt trong ngành vắc-xin như vắc-xin bại liệt, bệnh dại, viêm gan B và thủy đậu; Sự sản xuất các tế bào biến đổi gen để thu protein; sản xuất các mô và cơ quan thay thế như da. Trong liệu pháp gen, một bệnh nhân có thể có những đột biến gen những đột biến gen này gây ra sự bất thường. Các tế bào biến đổi di truyền của bệnh nhân có thể di truyền các gen mới mà không có bất kỳ đột biến nào và được cấy ghép trở lại vào bệnh nhân với hy vọng phục hồi khiếm khuyết của bệnh nhân.

97

CHÚ THÍCH

Bài viết tiếng Anh (trích dẫn) 1.1

Text in English (Neil A. Campbell, 2004)

2.1

Text in English (Barclay, 2002; Lincoln Taiz, 2002)

3.1

Text in English (Neil A. Campbell, 2004)

4.1

Text in English (Neil A. Campbell, 2004)

5.1

Text in English (Bruce Alberts, 2002; Neil A. Campbell, 2004)

6.1

Text in English (Bruce Alberts, 2002)

7.1

Text in English (Bruce Alberts, 2002; Gelderblom, 1996)

8.1

Text in English (Anthony Griffiths, 2000; Susman, 2001)

9.1

Text in English (Bruce Alberts, 2002; Clancy, 2008)

10.1 Text in English (Lilit Garibyan, 2013) 11.1 Text in English (Anthony Griffiths, 2000; Assen Marintchev, 2004) 12.1 Text in English (Lubert Stryer, 2002; McKee, 2015) 13.1 Text in English (Shargool, 1985; Smith, 2001) 14.1 Text in English (Gibco, 2016; Ryan, 2008) Nghĩa từ tiếng Anh và phát âm Nghĩa tiếng Việt cho những từ đã có sẵn được trích dẫn trong Từ điển chuyên ngành sinh học Việt - Anh (Mai Đình Yên, 2006).

Nghĩa tiếng Việt với những từ chưa có sẵn được biên dịch bởi Chủ biên.

Phát âm từ được trích dẫn từ Merriam-Webster website (Merriam-Webster, October 16, 2019).

98

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.

Anthony Griffiths, J. H. M., David T. Suzuki, Richard C. Lewontin, William M. Gelbart. (2000). An introduction to Genetic Analysis: W.H. Freeman & Co Ltd 200002-01.

2.

Assen Marintchev, G. W. (2004). Translation initiation: structures, mechanisms and evolution (Vol. 37). the United Kingdom: Cambridge University Press.

3.

Barclay, G. (2002). Plant Anatomy. Encyclopedia of Life Sciences, 14.

4.

Bruce Alberts, A. J., Julian. (2002). Molecular Biology of The Cell (4th ed.): Garland Science.

5.

Clancy, S. (2008). RNA transcription by RNA polymerase: Prokaryotes vs Eukaryotes. Nature Education, 1(1), 1.

6.

Gelderblom, H. R. (1996). Structure and Classification of Viruses (4th ed.).

Galveston: University of Texas Medical Branch.

7. Gibco. (2016). Cell Culture Basics Handbook. In g. Invitrogen (Ed.), Gibco Education (COL311220516 ed., pp. 120): Thermo Fisher Scientific Inc. 8. Lilit Garibyan, N. A. (2013). Research Techniques Made Simple: Polymerase Chain Reaction (PCR). J Invest Dermatol, 133(3), 7.

9. Lincoln Taiz, E. Z., Eduardo Zeiger. (2002). Plant Physiology: Sinauer Associate, Incorporated.

10. Lubert Stryer, J. L. T., Jeremy Mark Berg. (2002). Biochemistry (5th ed.): W. H. Freeman Company.

11. Mai Đình Yên, V. V. V., Lê Đình Lương. (2006). Từ điển chuyên ngành sinh học AnhViệt. Hà Nội: Nhà xuất bản Hà Nội.

12. McKee. (2015). Amino Acids, Peptides, and Proteins: Oxford University Press.

13. Merriam-Webster, I. (October 16, 2019). Merriam-Webster 14. Neil A. Campbell, J. B. R., Eric J. Simon. (2004). Essential Biology with Physiology.

15. Ryan, J. A. (2008). Introduction to Animal Cell Culture. 900 chelmsford St. Lowell, MA 01851.

16. Shargool, P. D. (1985). Future uses of plant cell culture techniques. Biochemical Education, 13(2), 4.

17. Smith, R. H. (2001). Plant Cell Culture. Encyclopedia of Life Sciences, 4.

18. Susman, M. (2001). Genes: Definition and Structure. Encyclopedia of Life Sciences, 7.

99

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LÊ THỌ SƠN (CHỦ BIÊN)

Giáo trình TIẾNG ANH CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC English In Biology Chịu trách nhiệm xuất bản ThS. VÕ TUẤN HẢI Biên tập: Chế bản: Họa sỹ bìa:

NGUYỄN MINH CHÂU NGUYỄN MINH CHÂU ĐẶNG NGUYÊN VŨ

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT 70 Trần Hưng Đạo - Hoàn Kiếm - Hà Nội ĐT: 024 3942 2443 Fax: 024 3822 0658 Email: nxbkhkt@hn.vnn.vn Website: http://www.nxbkhkt.com.vn

CHI NHÁNH NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT 28 Đồng Khởi - Quận 1 - TP Hồ Chí Minh ĐT: 028 3822 5062

In 100 bản, khổ 19  27 cm, tại Công ty Cổ phần Topprint Địa chỉ: Số 32 tổ 1 Giáp Nhất, phường Nhân Chính, Quận Thanh Xuân, TP. Hà Nội Số ĐKXB: 1418-2020/CXBIPH/2-37/KHKT. Quyết định XB số: 116/QĐ-NXBKHKT ngày 18 tháng 06 năm 2020.

In xong và nộp lưu chiểu năm 2020.

Mã ISBN: 978-604-67-1556-6 100