Клонирование

Содержание

 

 

1. Понятие «клонирование», его история
1. Термины «клон» и «клонирование»
2. История клонирования

 

2. Типы клонирования

 

3. Клонирование: причины и проблемы
1. Клонирование растений
2. Клонирование животных
3. Клонирование человека
4. Запрет клонирования человека

 

Заключение

 

Список литературы

 

 

1. Понятие «клонирование», его история

 

1. Термины «клон» и «клонирование»

Термин "клон" происходит от греческого слова  "klon",  что означает  - веточка, побег, черенок, и имеет отношение,  прежде  всего к вегетативному размножению.  Клонирование  растений  черенками,  почками или клубнями   в сельском хозяйстве, в частности в садоводстве, известно уже более 4-х тыс. лет.

Клонирование – это процесс, в ходе которого живое существо производится от единственной клетки, взятой от другого живого существа.

Клонирование обычно определяется, как производство клеток или организмов с теми же нуклеарными геномами, что и у другой клетки или организма. Соответственно, путём клонирования можно создать любой живой организм или его часть, идентичный уже существующему или существовавшему, если сохранилась информация о его нуклеарных геномах.

 

2. История клонирования

Началось все с открытия яйцеклетки в 1883 году немецким цитологом О. Хертвигом, когда было установлено, что в процессе оплодотворения равноправно участвуют мужские и женские клетки.

Первые шаги к клонированию животных были предприняты около ста лет  назад зоологом Московского Университета Александром Тихомировым, открывшим  на примере тутового шелкопряда партеногенез: развитие без оплодотворения в результате химических и физических воздействий. Однако партеногенетические эмбрионы шелкопряда были нежизнеспособны.

В 30-е годы XX-го века академиком Борисом Астауровым проводилась серия исследований, в результате которых было подобрано термическое воздействие, способное одновременно активировать неоплодотворенное яйцо к развитию и блокировать процесс превращения ядра яйцеклетки с двойным хромосомным набором в ядро с одинарным набором. Таким образом, были получены первые генетические копии. Увы, и такое потомство отличалось низкой жизнеспособностью. В дальнейшем этот метод был усовершенствован академиком Владимиром Струнниковым, работы которого по клонированию шелкопряда получили, в итоге, мировую известность.

История клонирования позвоночных  начинается в 40-е годы XX-го века, когда российский эмбриолог, профессор Георгий Лопашов на лягушках разработал метод пересадки ядер, на котором основаны все современные эксперименты по клонированию. Метод состоит в выделении ядра соматической клетки и имплантации его в обезъядренную (энуклеированную) яйцеклетку. А в 50-е годы американские эмбриологи Р.Бриггс и Т.Кинг, которым и достались первые лавры, выполнили сходные опыты по переносу ядра клетки в гигантские икринки африканской шпорцевой лягушки «ксенопус», из которых успешно развились головастики. Затем в 1962 году зоолог Оксфордского университета Дж. Гердон существенно продвинул эти результаты, когда в опытах с южноафриканскими жабами стал использовать в качестве донора ядер не зародышевые клетки, а уже вполне специализировавшиеся клетки эпителия кишечника подросшего головастика. Выживало не более двух процентов клонированного потомства, да и у выживших наблюдались различные дефекты. Однако это был огромный шаг вперед по пути клонирования.

 

Первые клонированные  животные

Первое клонированное животное – мышь – появилось в 1981 году. Но у нее был очень слабый иммунитет, аномальные гены, и она быстро умерла. Самый знаменитый клон – овца Долли  – «родилась» в 1996 году. Но в 2003 году она умерла от заболеваний легких, которое обычно бывает у пожилых овец. Однако нет доказательств, что это свидетельство преждевременного старения. После смерти из Долли сделали чучело и выставили в Эдинбургском королевском музее.

В Германии появилось целое стадо  так называемых химизиновых коров и овец. В их клетки был добавлен ген, отвечающий за наличие белка химизина в молоке. Из такого продукта сразу делают сыр, минуя дорогой этап переработки. Кроме того, «ксерокопирование» лучших экземпляров из стада позволит создать своего рода банк самых ценных пород.

Сотни попыток создать клон обезьяны провалились. Судя по всему, у приматов при делении клонированных клеток ДНК не передается новым клеткам  должным образом. Некоторые клетки в итоге получают либо слишком  много, либо слишком мало ДНК и  оказываются нежизнеспособными. Ученые пологают, что попытки клонировать приматов, в том числе и человека, похоже, пока обречены на провал.

 

2. Типы клонирования

Существует три типа клонирования:

• клонирование гена,
• репродуктивное клонирование,
• терапевтическое клонирование.

Клонирование гена производит копии  генов, самый распространенный и  обычный тип клонирования произведенного исследователями в Национальном Научно-исследовательском институте Генов Человека (ННГЧ).

ННГЧ исследователи не клонировали  никаких млекопитающих, и не клонирует  людей. Обычно используются технологии клонирования, чтобы сделать копии  генов, которые они желают изучить. Процедура состоит из вставки  гена из одного организма, часто называемого  как " иностранное ДНК " в генетический материал курьера, называемого вектор. После того, как ген вставлен, вектор помещается в лабораторные условия, которые побуждают его умножаться, заканчивается это тем, что ген копируется столько раз, сколько необходимо. Клонирование гена также известно, как и клонирование ДНК. Этот процесс сильно отличается от репродуктивного и терапевтического клонирования.

Репродуктивное и терапевтическое  клонирования разделяют многое из тех  же самых методов, но создано для  различных целей.

Терапевтическое клонирование используется для создание клонированного эмбриона для единственной цели – создания эмбриональных стволовых клеток с тем же самым ДНК как и у клетки донора. Эти стволовые клетки могут использоваться в экспериментах, нацеленных на изучение болезни и изобретения новых методик лечения заболевания.

Исследователи надеются выращивать эмбриональные  стволовые клетки, которые имеют  уникальную способность превращаться фактически в любые типы клеток организма, в лаборатории, которая может использоваться, для выращивания здоровых тканей, дабы заменить поврежденные. Кроме того, появляется возможность узнать больше о молекулярных причинах болезни, изучая эмбриональные линии стволовых клеток от клонированных эмбрионов, полученных от животного или человека с различными заболеваниями.

Многие учёные считают, что исследование стволовых клеток достойно наивысшего внимания, так как они могут  помочь вылечить человека от многих заболеваний. Однако, некоторые эксперты обеспокоены, что стволовые клетки и клетки раковых опухолей очень сходны в своем строении. И оба типа клеток имеют способность распространяться неопределенно, и некоторые исследования показывают, что после 60 циклов разделения клетки, стволовые клетки могут накапливать мутации, которые могли привести к раку. Поэтому, отношения между стволовыми клетками и клетками рака должны быть максимально изучены перед тем, как использовать данную методику лечения.

Наряду с этим, терапевтическое  клонирование вызывает другой вопрос, связанный с технологией его  проведения. В настоящее время  реально осуществима только технология клонирования, предполагающая выращивание  клона до определенного предела  in vivo. Естественно, к человеку это не применимо – женщина не может рассматриваться как инкубатор терапевтического материала. Эта проблема решается разработкой оборудования для выращивания зародыша in vitro. Однако, остается проблема «убийства» зародыша. С каких пор зародыш становится человеком? Существует мнение, что новый человек возникает в момент зачатия (в случае клона – в момент пересадки ядра). В этом случае использование зародыша для выращивания трансплантатов недопустимо. На это возражают, что до определенного периода зародыш представляет лишь скопище клеток, но никак не человеческую личность. Для преодоления этой проблемы ученые пытаются начать работу с зародышем как можно раньше.

Генная инженерия - тщательно регулируемая технология, которая в значительной степени изучена сегодня и  применяется во многих лабораториях во всем мире. Однако, и репродуктивное, и терапевтическое клонирование поднимают важные этические проблемы, так как эти технологии клонирования могут быть применены к людям.

Репродуктивное клонирование производит копии целых животных.

Так же, предоставляет возможность  создания человека, который является генетически идентичным другому  человеку, который когда-то существовал  или существует в данный момент. Это в какой-то степени противоречит давним религиозным и социальным ценностям о человеческом достоинстве. Многие считают, что это нарушает все принципы свободы и индивидуальности личности. Однако некоторые доказывают, что репродуктивное клонирование могло  бы помочь парам, у которых нет детей притворить их мечту стать родителями, в жизнь. Другие видят в клонировании человека путь к прекращению передачи по наследству "вредного" гена. Но нужно помнить о том, что при данном типе клонирования, у эмбриона, находящегося в экспериментальной трубке забирают его стволовые клетки, иначе говоря – убивают его. И противники доказывают, что использование терапевтического клонирования - неправильно, независимо от того, используются ли эти клетки, чтобы принести пользу больным или раненным людям, потому что нельзя забирать жизнь у одного, чтобы подарить её другому.

 

3. Клонирование: причины и проблемы

 

1. Клонирование растений

Клонирование растений, в отличие  от клонирования животных, является обычным  процессом, с которым сталкивается любой цветовод или садовод. Ведь часто растение размножают отростками, черенками, усиками и т.д. Это и  есть пример клонирования. Природа  клонирует организмы миллиарды  лет. Например, когда куст клубники дает побег, новое растение вырастает  на месте, где этот побег укоренился. Новое растение, и есть клон. Такое  же клонирование происходит с травой, картофелем и луком. Люди клонировали  растения одним или другим способом тысячи лет. Когда вы берете лист, отрезанный от растения, и выращиваете из него новое растение (вегетативный способ), вы клонируете изначальное растение, потому что у нового растения такой же генетический набор, как и у растения – донора. Следовательно, клонированием можно считать любой процесс вегетативного размножения у растений. Процесс этот у растений значительно более простой, чем клонирование животных. Дело в том, что у растений (в отличие от животных) по мере их роста в ходе клеточной специализации - дифференцировки - клетки не теряют так называемых тотипотентных свойств, т.е. не теряют своей способности реализовывать всю генетическую информацию, заложенную в ядре. Поэтому практически любая растительная клетка, сохранившая в процессе дифференцировки свое ядро, может дать начало новому организму.

Клеточная инженерия позволяет  получать гибридные штаммы, клетки или даже целые растения (растения-регенераты), скрещивая между собой филогенетически (т.е. эволюционно) отдаленные организмы. В случае неполного слияния клеток получаются асимметричные гибриды. Делается это для того, чтобы растение реципиент получило новые удобные  для человека свойства, повышенную устойчивость к вирусам, к гербицидам, к вредителям и болезням растений. Пищевые продукты, полученные из таких  генно-измененных культур, могут иметь  улучшенные вкусовые качества, лучше  выглядеть и дольше храниться. Также  часто такие растения дают более  богатый и стабильный урожай, чем  их природные аналоги. За последнее  время созданы ряд межвидовых и межродовых гибридов табака, картофеля, томата, капусты, турнепса, сои и  мн. др. Использование достижений клеточной  инженерии, например, позволило разработать  технологии получения безвирусных растений путем регенерации целого растения из одной соматической клетки.

Последнее десятилетие ученые строят неутешительные прогнозы относительно быстрорастущего потребления сельскохозяйственных продуктов на фоне снижения площади  посевных земель. Решение данной проблемы возможно с помощью технологий получения  трансгенных растений, направленных на эффективную защиту сельскохозяйственных культур и увеличение урожайности.

Получение трансгенных растений является на данный момент одной из перспективных и наиболее развивающихся направлений агропроизводства. Существуют проблемы, которые не могут быть решены такими традиционными направлениями как селекция, кроме того, что на подобные разработки требуются годы, а иногда и десятилетия. Создание трансгенных растений, обладающих нужными свойствами, требует гораздо меньшего времени и позволяет получать растения с заданными хозяйственно ценными признаками, а также обладающих свойствами, не имеющими аналогов в природе. Примером последнего, могут служить сорта растений, полученные методами генной инженерии, обладающих повышенной устойчивостью к засухе.

Однако в то время как медицинская  продукция уже получила всеобщее признание, внедрение генетически  модифицированных продуктов питания  в некоторых развитых странах  встретило сильнейшую оппозицию, связанную, главным образом, с недостатком  генетических знаний и, как следствие  страхами. Опасения в отношении трансгенных растений имеют под собой почву.

По мнению специалистов, трансгенные организмы, преимущественно устойчивые к вредителям способны вызвать изменения в популяции насекомых, однако куда большее влияние оказывает применение инсектицидов. Устойчивость к солям, воде, засухе и другие характеристики будут оказывать влияние, предсказать которое трудно, поэтому приступать к этим разработкам следует с особой осторожностью.