Ім'я файлу: Doc1.docx
Розширення: docx
Розмір: 416кб.
Дата: 16.06.2021
скачати

Проект

На тему: “Клонування організмів”

Виконала: Студентка групи 1ФБ-19

Ніколаєва Катерина

Т ермін «клонування організмів» описує ряд різних процесів, які можуть бути здійснені для отримання генетично ідентичних копій біологічної сутності. 

Скопійований матеріал, який має такий самий генетичний склад, як оригінал, називають клоном. Дослідники клонували широкий спектр біологічних матеріалів, включаючи гени, клітини, тканини і навіть цілі організми, такі як вівці.

Природні клони


Деякі організми генерують клони природним шляхом шляхом нестатевого розмноження . Рослини, водорості, гриби та найпростіші продукують спори, які переростають у нових особин, генетично ідентичних батьківському організму. Бактерії здатні створювати клони через такий тип розмноження, який називається бінарним поділом . При двійковому поділі бактеріальна ДНК реплікується і вихідна клітина ділиться на дві однакові клітини.

Природне клонування також відбувається в організмах тварин під час таких процесів, як бутонізація (потомство виростає з тіла батька), фрагментація (тіло батька розпадається на окремі шматочки, кожен з яких може дати потомство) та партеногенез . У людини та інших ссавців утворення однояйцевих близнюків є одним із видів природного клонування. У цьому випадку з однієї заплідненої яйцеклітини розвиваються дві особини .

Штучне клонування

Існує три різні види штучного клонування:

  • клонування генів,

  • репродуктивне клонування

  • терапевтичне клонування.

Клонування генів дає копії генів або сегментів ДНК.

 Репродуктивне клонування дає копії цілих тварин. 

Терапевтичне клонування виробляє зародкові стовбурові клітини для експериментів, спрямованих на створення тканин для заміщення пошкоджених або хворих тканин.

Клонування генів, також відоме як клонування ДНК, – це зовсім інший процес відмінний від репродуктивного та терапевтичного клонування. 

Репродуктивне та терапевтичне клонування поділяють багато однакових методик, але вони виконуються для різних цілей.

Як клонують гени?


Д ослідники регулярно використовують методи клонування для створення копій генів, які вони хочуть вивчити. 

Процедура полягає у введенні гена від одного організму, який часто називають «чужорідною ДНК», у генетичний матеріал носія, який називається вектором. 

Приклади векторів включають бактерії, дріжджові клітини, віруси або плазміди, які являють собою невеликі кола ДНК, що переносяться бактеріями. 

Після вставки гена вектор поміщають у лабораторні умови, які спонукають його розмножуватися, в результаті чого ген копіюється багаторазово.



Клонування рослин


К лонування рослин (більш загальновживаним терміном культури тканин invitro, клонального мікророзмноження рослин) здійснюється шляхом регенерації цілої рослини з калюсу шляхом зміни пропорційного співвідношень цитокінінів і ауксинів в живильному середовищі. Для отримання первинного калюсу можна використовувати будь-які клітини і тканини рослини (крім що знаходяться в премортальном стані) з огляду на те, що клітини рослин здатні до дедіфференціаціі при певних концентраціях фітогормонів у живильному середовищі. Але частіше використовують для цієї мети клітини меристеми через їхню малу ступеня диференціації. У живильне середовище для каллусообразованія обов'язково входять ауксин (для дедіфференціаціі клітин) і цитокініни (для індукції клітинних поділів). після отримання калюсних культури каллус можна розділити і кожну частину використовувати для регенерації цілих рослин. Так як каллус є безформною недиференційованої клітинної масою, то для регенерації рослини необхідно індукувати морфогенез шляхом зміни концентрацій фітогормонів у середовищі. Клонування рослин дозволяє отримувати безвірусного посадковий матеріал (при використанні апікальної меристеми як джерела клітин), швидкого розмноження рослин у великих масштабах (у тому числі рідкісних і зникаючих), клонування з пиляків і подальше відновлення диплоїдних дозволяє отримати гомозиготні по всім генам рослини, які можна використовувати в подальшій селекції. Також можна культивувати на штучних живильних середовищах протопласти рослин, з яких в деяких випадках можна регенерувати цілі рослини (протопласти зручні для трансгенезу зважаючи на відсутність у них клітинної стінки і можливості злиття з іншими клітинами

Як клонують тварин?


У процесі репродуктивного клонування організмів дослідники видаляють зрілу соматичну клітину, таку як клітина шкіри у тварини, яку вони хочуть скопіювати. 

Потім вони переносять ДНК соматичної клітини тварини-донора в яйцеклітину або ооцит, у якого було видалено власне ДНК-вмісне ядро. 

Дослідники можуть додати ДНК із соматичної клітини до порожнього яйцеклітини двома різними способами. При першому методі вони видаляють голкою ДНК-вмісне ядро ​​соматичної клітини і вводять його в порожню. При другому підході вони використовують електричний струм для злиття всієї соматичної клітини з порожнім яйцем.

В обох процесах яйцеклітині провести ранній етап розвитку ембріона в пробірці, а потім вона імплантується в лоно дорослої жіночої істоти.

Зрештою, доросла самка народжує тварину, яка має такий самий генетичний склад, як тварина, яка здала соматичну клітину. 

Цю молоду тварину називають клоном. 

Для репродуктивного клонування організмів може знадобитися використання сурогатної матері, щоб дозволити розвиток клонованого ембріона, як це було у випадку найвідомішого клонованого організму – вівці Доллі.

Генотерапія та її перспективи: презентація медицини майбутнього

Яких тварин вже клонували?


П ротягом останніх 50 років вчені проводили експерименти з клонування широкого кола тварин, використовуючи різноманітні методики. 

У 1979 р. Дослідники створили перших генетично ідентичних мишей, розщепивши ембріони мишей у пробірці, а потім імплантувавши отримані ембріони в лоно дорослих самок мишей. 

Незабаром після цього дослідники виробили перших генетично ідентичних корів, овець та курей, перенісши ядро ​​клітини, взятої з раннього зародка, в яйце, яке позбавили його ядра.

О днак лише в 1996 р. Дослідникам вдалося клонувати першого ссавця із зрілої (соматичної) клітини, взятої у дорослої тварини. 

Після 276 спроб шотландські дослідники нарешті виробили вівцю Доллі з клітини вимені 6-річної вівці. 

Через два роки дослідники в Японії клонували вісім телят від однієї корови, але вижили лише четверо.

Крім великої рогатої худоби та овець, до інших ссавців, клонованих із соматичних клітин, належать: кішка, олень, собака, кінь, мул, віл, кролик та щур. Крім того, резус-мавпа була клонована шляхом розщеплення ембріонів.

Яке потенційне застосування клонованих тварин?


Репродуктивне клонування може дозволити дослідникам робити копії тварин з потенційною вигодою для галузі медицини та сільського господарства.

Наприклад, ті самі шотландські дослідники, які клонували Доллі, клонували інших овець, які були генетично модифіковані для отримання молока, що містить білок, необхідний людині для згортання крові. 

Іншим можливим використанням клонованих організмів є тестування нових препаратів та стратегій лікування. 

Великою перевагою використання клонованих тварин для тестування на медикаменти є те, що всі вони генетично ідентичні, що означає, що їх реакція на ліки повинна бути рівномірною, а не змінною, як це спостерігається у тварин з різним генетичним складом.

Іншим застосуванням є ​​створення клонів для відбудови популяцій зникаючих або, можливо, навіть вимерлих видів тварин. 

У 2001 році дослідники виробили перший клон виду, що перебуває під загрозою зникнення: виду азіатського вола, відомого як гуар. На жаль, дитинча гуара, яке росло всередині сурогатної матері корови, померло буквально через кілька днів після його народження. 

Незабаром трьох африканських диких котів було клоновано з використанням заморожених ембріонів як джерела ДНК. 

Хоча деякі експерти вважають, що клонування може врятувати багато видів, які в іншому випадку зникнуть, інші стверджують, що клонування дає популяцію генетично однакових особин, яким не вистачає генетичної мінливості, необхідної для виживання видів.



Які потенційні недоліки клонування організмів?


Репродуктивне клонування є дуже неефективною технікою, і більшість клонованих ембріонів тварин не можуть вирости у здорових особин. 

Наприклад, Доллі була єдиним клоном, який народився наживо з 277 клонованих ембріонів. 

Ця дуже низька ефективність у поєднанні з проблемами безпеки є серйозною перешкодою для застосування репродуктивного клонування.

Дослідники спостерігали деякі несприятливі наслідки для здоров’я овець та інших ссавців, які були клоновані. Сюди входять збільшення кількості народжених та різноманітних дефектів життєво важливих органів, таких як печінка, мозок та серце. 

Інші наслідки включають передчасне старіння та проблеми з імунною системою. 

Інша потенційна проблема зосереджується на відносному віці хромосом клонованої клітини. Коли клітини проходять свої звичайні кола поділу, кінчики хромосом, звані теломерами, стискаються. З часом теломери стають настільки короткими, що клітина вже не може ділитися і, отже, клітина гине. Це частина природного процесу старіння, який, здається, відбувається у всіх типах клітин. 

Як наслідок, клони, створені з клітини, взятої у дорослої людини, можуть мати хромосоми, які вже є коротшими за норму, що може приректи клітини клонів на коротший термін життя.















Що таке терапевтичне клонування?


Т ерапевтичне клонування передбачає створення клонованого ембріона з єдиною метою виробництва ембріональних стовбурових клітин з тією ж ДНК, що і клітина-донор. 

Ці стовбурові клітини можуть бути використані в експериментах, спрямованих на розуміння хвороби та розробку нових методів лікування хвороби. На сьогоднішній день немає жодних доказів того, що ембріони людини виробляли для терапевтичного клонування.

Найбагатшим джерелом ембріональних стовбурових клітин є тканина, що утворюється протягом перших п’яти днів після того, як яйцеклітина почала ділитися. На цій стадії розвитку, яка називається бластоциста, ембріон складається із скупчення близько 100 клітин, які можуть стати будь-яким типом клітин. На цій стадії розвитку з клонованих ембріонів збирають стовбурові клітини, що призводить до руйнування ембріона, поки він ще знаходиться в пробірці.









Які потенційні застосування терапевтичного клонування?


Дослідники сподіваються використовувати ембріональні стовбурові клітини, які мають унікальну здатність генерувати практично всі типи клітин в організмі, для вирощування здорових тканин в лабораторії, які можна використовувати для заміщення пошкоджених або хворих тканин. 

Крім того, можливо, можна буде дізнатись більше про молекулярні причини захворювання, вивчаючи лінії ембріональних стовбурових клітин з клонованих ембріонів, отриманих з клітин тварин або людей з різними захворюваннями. 

Нарешті, диференційовані тканини є прекрасним інструментом для тестування нових терапевтичних препаратів.

Які потенційні недоліки терапевтичного клонування?


Багато дослідників вважають, що варто вивчити використання ембріональних стовбурових клітин як шляху лікування захворювань людини. 

Однак деякі експерти стурбовані вражаючою подібністю між стовбуровими та раковими клітинами. Обидва типи клітин здатні нескінченно розмножуватися, і деякі дослідження показують, що після 60 циклів ділення клітин стовбурові клітини можуть накопичувати мутації, які можуть призвести до раку. 

Тому взаємозв’язок між стовбуровими клітинами та раковими клітинами потрібно чіткіше вивчити, якщо стовбурові клітини будуть використовуватися для лікування захворювань людини.

Отже:

Клонування деяких тварин може принести користь людям. Клонування великої рогатої худоби або овець може виробляти тварин, якість м'яса яких краще або які більш стійкі до хвороб.

Однак вчені поки не можуть створити ідеальних клонів. Багато з них не виживають в процесі клонування і вмирають, не встигнувши народитися.

У минулому людські ембріони клонували, щоб отримати стовбурові клітини. Це клітини, які можуть розвинутися в безліч різних видів інших клітин. Лікарі можуть використовувати стовбурові клітини, щоб замінити хворі частини тіла, такі як шкіра або інші органи. Хоча це може стати великим проривом в медицині, багато людей побоюються, що клонування ембріонів є вбивством і тому має бути заборонено. Багато країн ввели заборону на клонування або інші експерименти, які виробляють клоновані людські ембріони.

Деякі вчені досі вважають, що можна клонувати людину з клітин однієї дорослої людини. Довгий час це вважалося науковою фантастикою.

Багато проблем виникають, коли мова заходить про клонування людини. Які повинні бути ідеальні характеристики відтворюваних людей: чи повинні вони бути високоінтелектуальними, сильними або творчими. Хто такі люди, щоб вирішувати ці питання? Критики клонування кажуть, що істоти повинні народжуватися природним шляхом. Ніхто не має права грати роль Бога.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас