Клонирование организмов
Клонирование организмов
автор статьи — Саид Лутфуллин
Клон – это точная генетическая копия живого организма.
В природе клоны широко распространены. Это, конечно же, потомки бесполого размножения. Так как полового процесса не происходит, не изменяется генотип. Поэтому дочерний организм является точной генетической копией предыдущего.
Клоны так же создаются с участием человека. Зачем это делается? Представьте, ведется многолетняя работа по отбору и гибридизации растений, из всех полученных гидридов, у одного очень удачная комбинация генов (например, сочные плоды больших размеров). Как размножить это растение? Если проводить скрещивание, то произойдет рекомбинация генов. Поэтому проводят вегетативное размножение.
Многие культурные сорта являются клонами изначально полученного растения. (Фиалки, например, размножают листьями).Можно даже получить клон растения всего из одной клетки.
- сначала выращивается культура клеток,
- потом воздействуют нужными гормонами для дифференцировки тканей, и
- воссоздается новый организм.
С помощью этого метода можно будет получать больше урожая, чем через стандартное разведение. Возможно, в будущем мы будем получать растительные продукты не с полей, а из пробирок.
Огромные площади земли заменит лаборатория. А колхозники останутся без работы.
Но как создавать клоны организмов, неспособных к бесполому размножению (позвоночных к примеру)?
Это возможно.Такое явление встречается даже в природе. Это – монозиготные близнецы.
Из одной зиготы развивается не один организм, при том эти организмы являются генетическими копиями друг друга (так как развились из одной зиготы).
Такое явление позволило возникнуть близнецовому методу (благодаря ему, изучается влияние наследственности и среды на признаки).
Появилась идея искусственного клонирования организмов.
В теории она проста: если из зиготы удалить собственное ядро, и поместить ядро из соматической клетки, то разовьется организм – точная генетическая копия, клон донора соматической клетки.
Практически осуществить это получилось не сразу.
В 60-е года были проведены опыты по клонированию амфибий. Из икринок лягушек вытаскивали ядра и засовывали ядра, взятые из соматических клеток (метод такой пересадки ядер, между прочим, был разработан у нас в СССР в 1940 году ученым Г.В. Лопашовым). Получились клоны лягушки. С амфибиями проще, у них оплодотворение и эмбриональное развитие происходит во внешней среде.
Как быть с млекопитающими?
Икру то они не метят.В 1996 году группа британских ученых (это не фигура речи, они действительно из Британии) под руководством Иэна Уилмута сделала огромное достижение в области биологии. Они, с помощью метода пересадки ядра, клонировали овцу.
Из клетки ткани вымени уже умершей к моменту эксперименту овцы (организма-прототипа) взяли ядро. Из другой овцы взяли яйцеклетку и, предварительно удалив ее собственное ядро, трансплантировали ядро из клеток овцы-прототипа. Полученную уже диплоидную клетку (диплоидную, так как ядро взято из соматической клетки) поместили в другую овцу, которая стала суррогатной матерью. Полученного ягненка назвали Долли.
Она была генетической копией овцы-прототипа.
Но Долли не была первым в истории клоном млекопитающего. И до нее проводились удачные эксперименты. В чем новшество? В том, что ранее брались либо эмбриональные, либо стволовые клетки для донорства ядер. В случае с Долли были взяты уже дифференцированные клетки взрослого организма (клетки вымени). Овечка Долли прожила достойную жизнь, несколько раз становилась мамой. Рожала совершенно здоровых ягнят. Долли ничем не отличалась от других овец, только тем, что она являлась клоном. К концу жизни Долли заболела артритом. Ее усыпили. Болезнь эта никаким образом не связана с клонированием: ей болеют и обычные овцы.
Эксперимент с Долли продемонстрировал возможность и безопасность клонирования млекопитающих.
Какова практическая значимость клонирования? Оно позволяет решить некоторые проблемы:
- можно увеличить численность вымирающих животных — спасти от вымирания популяции, которые сами уже не могут поддерживать свою численность и, по сути, обречены;
- клонирование дает возможность в прямом смысле воскресить вымершие виды, если сохранились образцы ядер клеток этих организмов (вспомните Парк Юрского периода);
- не обязательно выращивать целиком новый организм. Можно выращивать отдельно органы и заменять ими поврежденные. У человека отказала почка. Взяли у него одну клетку – вырастили новую. И отторгаться она не будет, так как не содержит чужеродных белков: все свое.
В теории все прекрасно, на практике возникают некоторые проблемы.
Прежде всего, это чисто «механические» проблемы. Несовершенство методов. Белые пятна, пробелы в знаниях: не все еще известно о генах и всех их тонкостях.
Еще одна проблема скрыта в ядре. В процессе дифференциации клеток происходит и дифференциация ядер этих клеток: некоторые гены отключаются, некоторые активируются. То есть в ядре, взятом для пересадки в яйцеклетку, могут быть отключены некоторые гены, которые необходимы для нормального развития зародыша. Понятно, что в этом случае нормального развития не получится.
Есть проблема этическая — клонирование человека. Сути ее я не понимаю, лично мне она кажется надуманной. Поэтому комментировать ее не буду.
Последняя проблема, которую мы рассмотрим – это проблема старения ядер. В ядрах есть счетчики старения организма – теломеры. С каждым делением они все короче и короче. Очевидно, нужен способ искусственно «сбросить до заводских настроек» ядро: отменить отключение генов, восстановить теломеры.
На клонирование организмов возлагаются огромные надежды. В этом методе видят излечение болезней. Область открыта для исследований: еще многое нужно изучить.
