Reproducerea este clonarea în timpul dezvoltării embrionului. Abordări ale clonării umane

Clonarea ființelor vii este, fără îndoială, cea mai importantă descoperire tehnologică și fundamentală în biologia reproducerii la sfârșitul secolului al XXI-lea. Mai mult decât atât, o nouă tehnologie, care își pierde rapid fantasticitatea, ne poate schimba radical lumea. Sau poate, iar experții noștri au vorbit despre asta, se dovedesc a fi doar una dintre multele așa-zise tehnologii riscante. Această dilemă, potrivit oamenilor de știință, va fi rezolvată în cursul dezvoltării științifice ulterioare a fenomenului de alegere morală justificată atât din punct de vedere juridic, cât și etic, pe care umanitatea o va face prin stabilirea dacă amestecul în viața umană este acceptabil sau inacceptabil din punct de vedere moral și juridic. Clonarea „terapeutică” a ființelor umane este, de fapt, o modalitate legală de a ocoli interdicția clonării umane. Vorbim despre crearea de embrioni timpurii - un fel de bancă de țesuturi donatoare pentru anumite persoane. Utilizând-o, compania americană Advanced Cell Technology Inc. a anunțat în noiembrie 2001 clonarea cu succes a unui embrion uman. Pentru experiment, oamenii de știință au folosit un total de 17 ouă femele: după îndepărtarea nucleelor din ele, au introdus în locul lor nuclee împrumutate din celulele pielii adulte. În trei ouă a început procesul normal de creștere și divizare. Când embrionii constau din câte 6 celule fiecare, oamenii de știință și-au întrerupt dezvoltarea ulterioară pentru a folosi celulele rezultate pentru cercetări ulterioare.Mulți sunt convinși de afirmația că viața umană capătă o valoare unică, inerentă doar atunci când o persoană devine persoană. Există un alt punct de vedere similar care consideră embrionul uman din punctul de vedere al creșterii și dezvoltării: valoarea morală a vieții intrauterine crește odată cu cursul sarcinii, iar în etapele sale ulterioare (sau în momentul nașterii) atinge un nivel universal. Este evident că, în conformitate cu datele biologice, conștiința, capacitatea de a gândi și capacitatea de a simți se dezvoltă în etapele ulterioare. „Abordarea implantării”, la prima vedere, pare rezonabilă. LA anumite situatiiîntreruperea sarcinii - în interes public; la urma urmei, este groaznic să ne gândim că este posibil să dăm viață embrionilor care au apărut în cursul experimentelor, mutați și clonați. Argumentele teologice și utilitare sunt invocate pentru a justifica clonarea terapeutică. Se sugerează ca societatea să fie asigurată împotriva pericolului cel mai evident: de la implantarea unui embrion clonat și, în consecință, apariția copiilor clonați. Cu toate acestea, ar trebui permisă utilizarea metodelor care ajută la vindecarea diabetului, a bolii Parkinson, a bolii Alzheimer, a cancerului, a bolilor de inimă, a artritei, a arsurilor și a bolilor măduvei spinării. Etica nu poate justifica clonarea umană terapeutică. În primul rând, nu poți crea un embrion doar pentru a fi folosit de alți oameni. Mai mult, dacă astfel de experimente au succes, atunci cererea de embrioni pentru a satisface nevoile umane va crește. În plus, va fi necesar să se creeze embrioni experimentali pentru a determina dacă aceștia vor fi de uz medical.Experimentele științifice, precum și cercetarea, ar trebui să fie cea mai bună calitate. Experimentele preliminare pe animale ar trebui să dea rezultate fructuoase și promițătoare. Dacă o metodă care nu necesită experimente pe oameni este aplicabilă pentru atingerea scopului, atunci astfel de experimente nu ar trebui efectuate. Până acum, toate animalele clonate fie se nasc cu anomalii genetice, fie nu reușesc să producă descendenți sănătoși. Biologii argumentează despre posibilul motivele pentru aceasta în paginile revistei Science. Angajații a două centre științifice americane binecunoscute au folosit șoareci pentru a înțelege ce anume este perturbat în organism în timpul clonării. S-a dovedit că la șoarecii donați ADN-ul este modificat și nu corespunde complet cu normalul. Unele dintre gene, după cum spun oamenii de știință, „nu se pornesc.” Trebuie remarcat faptul că celulele stem, care, de fapt, sunt subiectul de interes al oamenilor de știință implicați în cercetarea în domeniul clonării terapeutice, pot fi doar izolate. dintr-un embrion care a ajuns în stadiul de blastocist în dezvoltarea sa (aproximativ o sută de celule). Cu toate acestea, experții ACT spun că au creat, într-un alt experiment, embrionii de maimuță s-au dezvoltat până la stadiul de blastocist. Celulele stem au fost izolate din embrioni, care, în cursul specializării lor, au fost transformați în neuroni. Acești neuroni au fost capabili să producă dopamină și serotonină, doi dintre cei mai importanți hormoni produși de creier.Într-un interviu pentru CNN, președintele ACT Dr. își propune. „Vrem doar să ajutăm persoanele bolnave care au nevoie de ajutor, iar aceasta este munca întregului nostru centru.”

Este interesant:

Electroforeza in gel de poliacrilamida. Western blot
Electroforeza în PAAG este utilizată pentru a separa proteinele după greutatea moleculară sub acțiunea curent electric. Proteinele marker cu mase moleculare de 11-170 kDa sunt utilizate ca probă standard. Pentru a separa proteinele studiate...

Doctrina evoluționistă a lui J. Lamarck
În 1809, a fost publicată „Filosofia zoologiei” a savantului francez Jean Baptiste Pierre Antoine de Monet Lamarck (1744-1829). În această lucrare s-a făcut prima încercare de a crea o teorie a evoluției speciilor. Ea nu a avut succes. La...

Necroză
N. este cea mai frecventă formă nespecifică de moarte celulară. Poate fi cauzată de deteriorarea severă a celulei ca urmare a traumei directe, radiații, expunerea la agenți toxici din cauza hipoxiei, liza celulară mediată de...

Autorii

Sviridova-Chailakhyan T.A., Chailakhyan L.M.

Revizuirea este dedicată direcției biomedicale de actualitate în terapia de înlocuire a celulelor - clonarea terapeutică, care este cea mai universală abordare pentru obținerea de linii specifice pacientului de celule stem embrionare (ESC) cu un potențial extraordinar în menținerea și restabilirea sănătății umane. Revizuirea prezintă, de asemenea, abordări și tendințe alternative în obținerea de ESC umane, care, spre deosebire de clonarea terapeutică, sunt încă departe de a intra în practica clinică. Valoarea unică a ESC-urilor în scopuri medicinale determină necesitatea serioasă a dezvoltării clonării terapeutice în ţara noastră.

Introducere

Baza pentru apariția uneia dintre cele mai promițătoare tendințe biomedicale în terapia de înlocuire a celulelor, clonarea terapeutică, au fost două descoperiri majore de la sfârșitul secolului al XX-lea. Aceasta este, în primul rând, crearea unei oaie Dolly clonate și, în al doilea rând, producerea de celule stem embrionare (ESC) din blastociste și celule germinale primordiale umane. În primul caz, s-a demonstrat în mod convingător pentru mamifere că, dacă nucleul unei celule somatice a unui organism adult este introdus într-un ovocit enucleat, atunci sub influența citoplasmei ovocitului, nucleul unei astfel de celule este reprogramat. și este capabil să dea naștere la dezvoltarea unui embrion (clonă), al cărui genom este identic cu genomul organismului - donatorul de nuclee. În al doilea caz, se arată cum pot fi obținute și cultivate ESC-urile umane. Combinarea acestor două realizări importante creează posibilitatea fundamentală de a obține linii ESC specifice pacientului și, pe baza acestora, celule progenitoare determinate într-o anumită direcție (de exemplu, celule din seria hematopoietică), care, în esență, vor fi celule. a pacientului însuși și complet cu ele imunocompatibile. Acesta este sensul principal și scopul principal al clonării terapeutice. Acum, principalele surse de obținere a celulelor stem direct pentru munca biomedicală sunt celulele stem din sângele din cordonul ombilical și celulele stem adulte. Ambele surse au limitări serioase: celulele stem din sângele ombilical sunt autogene doar pentru nou-născuți, iar obținerea de celule stem de la pacient însuși nu este sigură pentru el. În plus, conform opiniei generale, potențialul de diferențiere în aceste celule este mai mic decât în ESC. Este evident că cea mai versatilă și fiabilă sursă de celule stem umane (SC) este prin tehnologiile de clonare.

Nevoi viitoare pentru clonarea terapeutică

Se poate afirma cu încredere că nevoile prospective pentru clonarea terapeutică sunt nelimitate, deoarece această abordare face posibil ca aproape fiecare persoană să-și creeze propria bancă de linii SC. Deoarece aceste celule se înmulțesc rapid, ele pot fi obținute în orice cantitate. O persoană, în esență, va avea o aprovizionare nelimitată de propriile sale celule stem și progenitoare de diferite determinări.

Pe baza ideilor moderne despre rolul imens al bazinului natural de celule stem în funcționarea normală a corpului uman, care devine brusc mai sărac odată cu vârsta, apoi posibilitățile enorme de clonare terapeutică în menținerea și restabilirea sănătății umane în cursul vieții sale. , in depasirea diverselor afectiuni si in prelungirea varstei sale active. În același timp, posibilitățile de viață ale fiecărei persoane sunt puternic îmbogățite.

În prezent au fost promulgate legi în mai multe țări pentru a permite cercetarea cu ESC-uri umane, deși problemele morale și etice asociate cu utilizarea embrionilor umani în acest scop continuă să provoace cea mai aprinsă dezbatere publică din istoria științei biomedicale. De obicei, în practica reproductivă, de la fiecare clientă se obțin aproximativ 24 de ovocite și doar doi până la patru embrioni sunt apoi utilizați pentru implantare, în speranța că unul dintre ei se va dezvolta normal în timpul sarcinii. Mulți embrioni rămași după însămânțarea artificială vor fi distruși în orice caz, chiar și după ani de depozitare în criobanci. Mai puțin de 3% dintre acești embrioni sunt în prezent disponibili pentru cercetare. Totodată, o analiză specială efectuată în SUA, Canada, Anglia, Australia și alte țări a arătat că pacienții din centrele de reproducere în marea majoritate ar prefera să doneze ovocitele și embrionii rămași pt. cercetare științifică, inclusiv pentru obținerea SC,

Mai recent, în martie 2009, studiile cu embrioni umani și ESC în scop biomedical au fost autorizate legal în Statele Unite cu studii clinice adecvate, deși, de fapt, experimente în această direcție au fost începute în 2006 la Universitatea Harvard. Proiecte de mai multe milioane de dolari pentru a crea embrioni umani clonați pentru ESC au fost, de asemenea, lansate în Australia. Având în vedere aceste fapte, nu există nicio îndoială că clonarea terapeutică va deveni în curând direcția principală în terapia de înlocuire a celulelor și practica biomedicală din lume. Valoarea unică a ESC-urilor în scop terapeutic determină nevoia serioasă de dezvoltare a clonării terapeutice și în țara noastră. Evident, permisiunea legislativă din Rusia de a efectua astfel de lucrări de cercetare în cadrul unui anumit cadru etic strict este acum cea mai importantă și urgentă nevoie. Trebuie remarcat faptul că clonarea umană terapeutică și clonarea reproductivă sunt direcții fundamental diferite în scopurile lor și, desigur, clonarea reproductivă umană ar trebui să fie strict interzisă din motive biologice fundamentale, ca să nu mai vorbim de problemele complexe etice, juridice și sociale care apar în acest caz.

Tendințe globale în dezvoltarea clonării terapeutice

Posibilitățile enorme ale tehnologiilor de clonare terapeutică au fost demonstrate până acum pe obiecte model animale. Prima lucrare de clonare terapeutică a fost publicată în 2000 la șoareci. Lucrarea a arătat că liniile ESC de la embrionii donați constau din celule cu aceleași proprietăți pluripotente ca ESC-urile convenționale. Apoi au apărut zeci de astfel de lucrări și s-au făcut încercări de succes folosind tehnologia clonării pentru a corecta patologiile existente la animalele de experiment, în special, imunodeficiența combinată. Astfel, au fost demonstrate posibilitățile serioase de îmbinare a clonării terapeutice cu terapia genică pentru tratarea cu succes a diferitelor boli genetice.

Până în prezent, aspectele științifice și tehnologice fundamentale nu creează bariere în calea clonării terapeutice [14-17]. Și deși există deja aproximativ 500 de linii de ESC-uri umane în lume, niciuna dintre ele nu a fost obținută prin tehnologii de clonare - prin metoda transferului nuclear. Două publicații senzaționale în revista „Science” pentru 2004 și 2005 de către oamenii de știință sud-coreeni privind obținerea de linii individuale de ESC pentru 11 pacienți grav bolnavi s-au dovedit a fi nesigure. Există un raport privind producerea unei linii specifice pacientului din ovocite umane partenogenetice activate care conțin celule stem histocompatibile pentru un donator de ovocite - un pacient potențial, în tratamentul căruia este deja posibilă utilizarea celulelor autologe fără o reacție de respingere imună. O altă realizare este producerea de embrioni umani clonați cu nuclei fibroblasti care s-au dezvoltat până la stadiul de blastocist, dar liniile ESC nu au fost create din aceștia.

Abordări alternative pentru obținerea liniilor ESC specifice pacientului

În același timp, lumea caută în mod activ posibilități alternative de obținere a liniilor ESC specifice pacientului în scopuri biomedicale. O posibilitate este transplantarea nucleilor de celule somatice umane în ovocite animale. Interesul în creștere rapidă pentru clonarea terapeutică în tratamentul diferitelor boli necesită producerea de ESC în cantități mari. Cu toate acestea, chiar și în condiții legislative favorabile, va exista întotdeauna un număr foarte limitat de ovocite și embrioni umani pentru aceasta, iar producția lor va fi costisitoare. Lipsa de ovocite umane necesare în scopuri de cercetare poate fi acoperită prin utilizarea ovocitelor animale, care sunt mai ușor disponibile. Embrionii heteroplasmatici hibridi cu genom uman și citoplasmă mixtă umană și animală reprezintă un sistem model atractiv și convenabil pentru rezolvarea multor probleme fundamentale și practice ale clonării terapeutice. Când se efectuează cercetări, este strict interzisă implantarea embrionilor hibrizi rezultați în uterul unui om sau animal, precum și creșterea lor in vitro pentru o perioadă lungă de timp (mai mult de 14 zile).

Prima lucrare de succes în această direcție aparține unui grup de oameni de știință chinezi care au obținut embrioni reconstruiți hibrid și apoi linii ESC prin transferul nucleelor celulelor somatice umane (fibroblaste) în ovocite enucleate de iepure. O analiză atentă a arătat că aceste ESC sunt fenotipic similare cu ESC-urile umane normale, inclusiv capacitatea pentru o varietate de diferențieri celulare. Astfel, a fost posibil să se obțină linii de celule stem umane fără participarea ovocitelor umane. Aceiași cercetători au efectuat apoi transferul nucleelor fibroblastelor umane în ovocite bovine enucleate și au arătat că reprogramarea nucleelor celulelor umane cu o activare corespunzătoare a expresiei genelor embrionare este de asemenea observată în astfel de hibrizi. Embrionii hibrizi s-au dezvoltat până la etapele târzii de pre-implantare, ceea ce este important pentru generarea de ESC în viitor.

Studii similare au fost permise în Anglia, dar toate eforturile de a repeta munca oamenilor de știință chinezi au fost eșuate: nu a fost posibil să se realizeze dezvoltarea acelorași embrioni hibrizi umani și animale reconstruiți până la stadiul de obținere a blastocistelor și ESC-urilor prin metoda interspeciilor. transfer nuclear. Încercările similare de transplant interspecie de nuclee umane, întreprinse în Statele Unite, au fost, de asemenea, fără succes. Pe baza unei serii mari de experimente privind transferul nucleelor de celule somatice umane (cumulus) în ovocite umane și diferite animale: vaci, iepuri și șoareci, s-a demonstrat că la hibrizii de oameni și animale, reprogramarea corespunzătoare a nucleelor nu este realizat, ca și în embrionii umani clonați, în care modelul de expresie a genei a fost practic identic cu embrionii umani normali. Este deosebit de critic faptul că în embrionii hibrizi nu a existat nicio expresie a genelor de pluripotență, care este necesară pentru obținerea SC.

Potrivit unui număr de cercetători, defectele în dezvoltarea hibrizilor om-animal pot fi asociate nu numai cu reprogramarea insuficientă a stării epigenetice a nucleelor somatice umane, ci și cu incompatibilitatea completă a genomului nuclear uman și a genomului mitocondrial animal. Embrionii hibrizi reconstruiți supraviețuiesc pentru o perioadă scurtă de timp numai pe mitocondriile umane, deoarece nucleele celulelor somatice umane, de regulă, sunt transferate la ovocitele animale împreună cu citoplasma. Astfel, pe baza tuturor acestor date, s-a concluzionat că ovocitele animale nu sunt adecvate pentru utilizare ca receptori ai nucleelor de celule umane și este practic imposibil să se obțină ESC-uri umane din astfel de embrioni.

O altă abordare pentru a crea celule stem pluripotente specifice pacientului este de a induce dediferențierea celulelor somatice folosind ESC-uri în sine, ceea ce a fost demonstrat prin hibridizarea somatică mai întâi la șoareci și apoi cu ESC-uri umane. Celulele stem, atunci când sunt fuzionate cu celule somatice, furnizează factorii necesari pentru reprogramarea epigenetică a genomului celulei somatice cu inducerea corespunzătoare a proprietăților și caracteristicilor pluripotente. S-a demonstrat posibilitatea reprogramării nucleelor celulelor somatice cu ajutorul extractului ESC și s-au încercat eliminarea selectivă a cromozomilor GSC, cu toate acestea, îndepărtarea tuturor cromozomilor nu este încă realizabilă din punct de vedere tehnic, iar metoda considerată de obținere a tulpinii. celulele este în general departe de a deveni o practică terapeutică.

Cea mai promițătoare abordare alternativă pentru a crea linii specifice pacientului din celule somatice în scopuri biomedicale este obținerea de celule asemănătoare GSC sau linii SC pluripotente induse de CiPSD. Aceasta este o nouă linie de cercetare în terapia de înlocuire celulară, care a fost inițiată de munca oamenilor de știință din Japonia în 2006 pe șoareci pentru a reprograma fibroblastele la un statut similar cu cel pluripotenți. Posibilitatea unei astfel de transformări pentru fibroblastele umane a fost în curând demonstrată. Fibroblastele au fost modificate genetic prin transfecția retrovirală a patru factori cheie de pluripotență: 0ct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc, iar exprimarea ulterioară a acestor gene a indus reprogramarea celulelor somatice cu revenirea la starea pluripotentă. Deși eficacitatea acestei abordări a fost foarte scăzută și se știe, de asemenea, că utilizarea vectorilor virali poate duce la malignitatea celulelor iPS, aceste lucrări au devenit o senzație. A urmat o serie întreagă de studii cu factori de inducție și s-a făcut o căutare activă pentru alte modalități de introducere a genelor în celulele somatice (fără a recurge la retrovirusuri) minimizând în același timp modificarea genomului. Ca rezultat, posibilitatea unei metode sigure de reprogramare a celulelor folosind transpozoni și doar un factor Klf4 a fost demonstrată la șoareci.

Cu toate acestea, este prematur să se considere celulele iPS ca un înlocuitor alternativ adecvat pentru ESC pentru terapia regenerativă. În scopuri biomedicale, este necesar să se reprogrameze propriile gene ale celulelor în loc să se adauge noi copii, iar doar tehnologiile de clonare terapeutică oferă o oportunitate unică pentru o astfel de reprogramare a nucleilor de celule somatice. Reversibilitatea programului de expresie a genelor sub influența citoplasmei ovocitelor, revenirea la tiparul expresiei embrionare în nucleele donorului somatic, ne permite în prezent să considerăm embrionii umani reconstruiți ca sursă principală pentru obținerea liniilor ESC specifice pacientului.

Stadiul cercetării clonării terapeutice în Rusia

În ciuda creșterii posibilităților mari ale ESC-urilor în tratamentul diferitelor boli, practic nu există nicio lucrare privind clonarea terapeutică în Rusia până acum. Acest lucru se datorează în primul rând lipsei cadru legislativ pentru cercetare folosind ovocite și embrioni umani. Odată cu adoptarea unor astfel de legi, Rusia are o oportunitate reală de a dezvolta clonarea terapeutică foarte rapid. În țara noastră există tehnologii celulare eficiente pentru obținerea de embrioni reconstruiți prin transplant nuclear. În esență, bazele tehnologiilor moderne de transfer nuclear al celulelor somatice care combină microchirurgia și electrofuziunea au fost dezvoltate pentru prima dată în țara noastră în anii 80 ai secolului trecut. Sunt disponibile și tehnologii eficiente pentru obținerea liniilor ESC umane.

Este posibilă implementarea sarcinilor clonării terapeutice pe baza centrelor de reproducere, care, pe lângă scopul lor direct, pot deveni centre de obținere a liniilor ESC, în primul rând, direct pentru pacientele de sex feminin ale acestui centru și orice membri ai acestora. familii. Se poate aștepta ca odată cu dezvoltarea tehnologiilor terapeutice, producția de ESC-uri proprii va deveni disponibilă tuturor. Este necesară o cooperare strânsă între centrele de reproducere și laboratoarele de cercetare relevante axate pe rezolvarea problemelor fundamentale și dezvoltarea de noi tehnologii. Astfel de tehnologii includ reconstrucția embrionilor folosind tehnici neinvazive de micromanipulare laser-optică pentru clonarea terapeutică și terapia de înlocuire a celulelor. Dezvoltarea unor astfel de tehnici va duce la apariția unei noi clase de echipamente de micromanipulare care combină diverse microinstrumente laser optice (pensete optice, bisturii laser etc.) cu control computerizat. Este de așteptat ca, cu o activitate științifică și organizatorică orientată și coerente, în ceea ce privește dezvoltarea clonării terapeutice în țara noastră, Rusia să poată atinge un nivel străin în acest domeniu al cercetării biomedicale în viitorul apropiat.

2. Clonarea terapeutică

În ceea ce privește clonarea umană, procesul este interzis prin lege în multe țări din multe aspecte.

Dar există un astfel de fel de clonare ca și terapeutică. Clonarea terapeutică utilizează un proces cunoscut sub numele de transfer nuclear al celulelor somatice (înlocuirea nucleului, clonarea exploratorie și clonarea embrionară) pentru a îndepărta un ou din care a fost îndepărtat nucleul și pentru a înlocui acel nucleu cu ADN-ul altui organism. După multe diviziuni mitotice cultura (cultura mitoze), aceasta celula formeaza o blacysta (stadiul timpuriu al embrionului format din aproximativ 100 de celule) cu ADN aproape identic cu organismul primar.

Scopul acestei proceduri este obținerea de celule stem. compatibil genetic cu organismul donator.

Este posibil în condiții speciale reproducerea unei copii exacte genetic a oricărei ființe vii? Simbolul primului mamifer clonat (1996) a fost oaia Dolly, care a suferit de-a lungul vieții de pneumonie și artrită și a fost eutanasiată forțat la vârsta de șase ani - o vârstă egală cu aproximativ jumătate din viața medie a unei oi normale. Clonarea animalelor s-a dovedit a nu fi la fel de ușor de realizat precum clonarea plantelor.

Clonarea terapeutică utilizează un proces cunoscut sub numele de transfer nuclear al celulelor somatice.

2.1 Perspectiva clonării terapeutice

Celulele stem obținute prin clonare terapeutică sunt folosite pentru a trata multe boli. În plus, în prezent, o serie de metode care le utilizează sunt în curs de dezvoltare (tratamentul anumitor tipuri de orbire, leziuni ale măduvei spinării etc.)

Această metodă provoacă adesea controverse în comunitatea științifică, punând sub semnul întrebării termenul care descrie blastocistul creat. Unii susțin că este incorect să-l numim blastocist sau embrion, deoarece nu a fost creat prin fertilizare, dar alții susțin că, în condițiile potrivite, se poate dezvolta într-un făt și, în cele din urmă, într-un copil, deci este mai potrivit. a numi rezultatul embrion.

Potențialul aplicațiilor de clonare terapeutică în domeniul medical este enorm. Unii oponenți ai clonării terapeutice se opun faptului că procedura utilizează embrioni umani în timp ce îi distruge. Alții consideră că o astfel de abordare instrumentalizează viața umană sau că ar fi dificil să se permită clonarea terapeutică fără a permite clonarea reproductivă.

3. Valoarea clonării

În prezent, multe speranțe sunt asociate cu metodele de inginerie genetică și, în special, clonarea în domeniul tratamentului bolilor anterior incurabile, reproducerii și transplantului de organe, iar în domeniul concepției artificiale, lupta împotriva dizabilității și malformațiilor congenitale. .. Din ce în ce mai multe experimente sunt efectuate pentru a crește mamiferele și transplantul ulterior al organelor acestora la oameni. Mai recent, în Coreea de Sud, a fost posibil să se cloneze un purcel, ale cărui celule modificate genetic sunt capabile să reducă amenințarea respingerii organelor de către sistemul imunitar uman cu 60-70% în timpul transplantului. Și în lumina problemei asociate cu incapacitatea de a avea copii, metodele de inseminare artificială au primit un sprijin larg în societate. În ceea ce privește clonarea în sine, ea permite efectuarea acelorași proceduri, folosind bazinul genetic al unuia dintre părinți, ceea ce este adesea necesar dacă unul dintre părinți este predispus la boli grave.

Transplantul de celule pancreatice va salva pacienții Diabet din injecțiile constante de insulină și necesitatea de a urma o dietă strictă. Acest lucru a fost raportat la o conferință la Chicago de către chirurgul britanic James Shapiro, care a efectuat cu succes primele opt operații.

Celulele purificate ale pancreasului donatorilor sănătoși au fost administrate intravenos la pacienții cu diabet zaharat. Aceste celule au zăbovit în ficat, unde au continuat să producă insulină. La opt pacienți cu vârsta cuprinsă între 29 și 53 de ani, nevoia de injecții cu insulină a dispărut pe termen scurt după operație.

Bill Hartnet, un purtător de cuvânt al Asociației Britanice de Diabet, spune că noul tratament este extrem de promițător, dar avertizează să nu se tragă concluzii deoarece rezultatele transplantului de celule nu au fost încă publicate. Pacienții după această operație trebuie să ia constant imunosupresoare pentru a preveni respingerea celulelor transplantate. Dezvoltarea metodei de clonare va rezolva problema obținerii unui număr suficient de celule pancreatice în viitor, a declarat James Shapiro la o conferință a Societății Americane de Transplant.

Tehnologiile de clonare au fost folosite pentru prima dată pentru a salva speciile de animale pe cale de dispariție. Încă de luna viitoare, oamenii de știință se așteaptă la nașterea unui pui de gaur (un tip de bou asiatic), care a fost purtat de o vacă obișnuită. Fătul însuși a fost creat în laborator dintr-un ou de vacă și gene luate din pielea unui gaur.

Pe de altă parte, se pune adesea întrebarea că clonarea poate reduce diversitatea genetică, făcând omenirea mai vulnerabilă, de exemplu, la epidemii, ceea ce va duce, conform celor mai pesimiste prognoze, la moartea civilizației.

Bibliografie

1. Wikipedia este o enciclopedie liberă. (wikipedia.org)

2. Enciclopedia online „Circumnavigația”. (krugosvet.ru)

3. Site de biotehnologie și bioinformatică rusă. (rusbiotech.ru)

4. Știri 16.02.2004 (yandex.ru)

5. Site „Biotehnolog”. (biotechnolog.ru)

6. Noutățile portalului medical. (medportal.ru)

7. Site-ul Membrane (membrana.ru)

Doar acele țări și companii care sunt capabile să plătească bani semnificativi pentru asta. Țările mai sărace, cum ar fi Africa, ar putea fi blocate de progresul în genomică Studiind Proiectul Genomului Uman, oamenii de știință se confruntă cu cea mai mare descoperire a secolului. Pe scurt despre asta: Apocalipsa electromagnetică. Oricât de ciudat ar suna, dar în ultimele decenii, știința a descoperit astfel de mai devreme...

Din celula sa somatică, nu va poseda un suflet. Continuă o discuție aprinsă despre problema clonării („creșterea copiilor vii”) ale unei persoane. Opiniile oamenilor de știință sunt în mare măsură similare: clonarea animalelor nu ar trebui interzisă, dar până acum există multă incertitudine în acest sens. Problema este, de asemenea, că acum nu numai că nu există etică rațională, ci, dimpotrivă, se rezolvă întrebări private despre ceea ce este etic,...

Pentru a beneficia de oameni bolnavi sau răniți, pentru că nu poți lua viața unuia pentru a o da altuia. 4. Clonarea: cauze și probleme 4.1 Clonarea plantelor Clonarea plantelor, spre deosebire de clonarea animalelor, este un proces comun cu care trebuie să se confrunte orice florar sau horticultor. Într-adevăr, adesea planta este înmulțită prin lăstari, butași, antene și...

Mai scund decât o oaie de vârsta ei. Dolly a murit la vârsta de 6 ani, aproximativ jumătate din durata de viață a unei oi, adică 12 ani. 6. Eficiența clonării animalelor Clonarea mamiferelor prin transfer nuclear este însoțită de patologie în perioadele embrionare, fetale și neonatale ale dezvoltării clonelor. Cauzele posibile ale anomaliilor la animalele clonate ar putea fi...

Există trei tipuri de clonare: clonarea genelor, clonarea reproductivă și clonarea terapeutică.

Clonarea genelor produce copii ale genelor, cel mai comun și comun tip de clonare realizat de cercetătorii de la Institutul Național de Cercetare Genetică Umană (NHRI).

Cercetătorii NHMS nu au clonat niciun mamifer și nu clonează oameni. De obicei, tehnicile de clonare sunt folosite pentru a face copii ale genelor pe care doresc să le studieze. Procedura constă în inserarea unei gene dintr-un organism, denumită adesea „ADN străin”, în materialul genetic al purtătorului, numit vector. Un exemplu de vector este bacteriile, celulele de drojdie, virușii și așa mai departe, au cercuri mici de ADN. Odată inserată gena, vectorul este plasat în condiții de laborator care îl încurajează să se înmulțească, ajungând să fie copiată gena de câte ori este necesar. Clonarea genelor este cunoscută și sub numele de clonarea ADN-ului. Acest proces este foarte diferit de clonarea reproductivă și terapeutică.

Clonarea reproductivă și terapeutică împărtășesc multe dintre aceleași tehnici, dar sunt concepute pentru scopuri diferite.

Clonarea terapeutică este utilizată pentru a crea un embrion clonat cu unicul scop de a crea celule stem embrionare cu același ADN ca și celula donatoare. Aceste celule stem pot fi folosite în experimente care vizează studierea bolii și inventarea de noi tratamente pentru boală.

Cea mai bogată sursă de celule stem embrionare este țesutul format în primele cinci zile după ce oul începe să se divizeze. In aceasta etapa de dezvoltare, numita perioada blastoida, embrionul este format dintr-un grup de aproximativ 100 de celule care pot deveni orice tip de celula. Celulele stem sunt recoltate din embrioni clonați în această etapă de dezvoltare, ducând la distrugerea embrionului în timp ce acesta se află încă în eprubetă. Cercetătorii speră să crească celule stem embrionare, care au capacitatea unică de a se transforma în aproape orice tip de celulă din organism, într-un laborator care poate fi folosit pentru a crește țesut sănătos pentru a le înlocui pe cele deteriorate. În plus, este posibil să aflați mai multe despre cauzele moleculare ale bolii prin studierea liniilor de celule stem embrionare din embrioni clonați derivați de la un animal sau om cu diferite boli.

Mulți oameni de știință cred că cercetarea cu celule stem este demnă cea mai mare atenție, deoarece pot ajuta la vindecarea unei persoane de multe boli. Cu toate acestea, unii experți sunt îngrijorați de faptul că celulele stem și celulele canceroase sunt foarte asemănătoare ca structură. Și ambele tipuri de celule au capacitatea de a prolifera la infinit, iar unele studii arată că după 60 de cicluri de diviziune celulară, celulele stem pot acumula mutații care ar putea duce la cancer. Prin urmare, relația dintre celulele stem și celulele canceroase ar trebui studiată cât mai mult posibil înainte de a utiliza această tehnică de tratament.

Alături de aceasta, clonarea terapeutică ridică o altă întrebare legată de tehnologia implementării acesteia. În prezent, doar tehnologia de clonare este cu adevărat fezabilă, care implică creșterea unei clone până la o anumită limită in vivo. Desigur, acest lucru nu se aplică unei persoane - o femeie nu poate fi considerată un incubator de material terapeutic. Această problemă este rezolvată prin dezvoltarea de echipamente pentru creșterea embrionului in vitro. Cu toate acestea, problema „uciderii” embrionului rămâne. De când un făt devine om? Există o părere că o persoană nouă apare în momentul concepției (în cazul unei clone, în momentul transplantului nuclear). În acest caz, utilizarea embrionului pentru creșterea grefelor este inacceptabilă. Se obiectează că, până la o anumită perioadă, embrionul reprezintă doar o colecție de celule, și nicidecum o personalitate umană. Pentru a depăși această problemă, oamenii de știință încearcă să înceapă să lucreze cu embrionul cât mai devreme posibil.

Ingineria genetică este o tehnologie foarte reglementată care a fost studiată în mare măsură astăzi și este aplicată în multe laboratoare din întreaga lume. Cu toate acestea, atât clonarea reproductivă, cât și cea terapeutică ridică probleme etice importante, deoarece aceste tehnologii de clonare pot fi aplicate la oameni.

Clonarea reproductivă produce copii ale animalelor întregi.

De asemenea, oferă capacitatea de a crea o persoană care este genetic identică cu o altă persoană care a existat odată sau a existat în acest moment. Acest lucru contrazice într-o oarecare măsură valorile religioase și sociale vechi despre demnitatea umană. Mulți cred că acest lucru încalcă toate principiile libertății și individualității individului. Cu toate acestea, unii susțin că clonarea reproductivă ar putea ajuta cuplurile fără copii să își devină realitate visul de a fi părinte. Alții văd clonarea umană ca pe o modalitate de a opri transmiterea unei gene „dăunătoare”. Dar trebuie amintit că la acest tip de clonare, celulele stem sunt prelevate din embrionul aflat în tubul experimental, cu alte cuvinte, îl omoară. Iar adversarii susțin că folosirea clonării terapeutice este greșită, indiferent dacă aceste celule sunt sau nu folosite în beneficiul persoanelor bolnave sau rănite, pentru că nu poți lua viața unuia pentru a o da altuia.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Foloseste formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Găzduit la http://www.allbest.ru/

Instituție de învățământ bugetară de stat

gimnaziu nr 571

cu un studiu aprofundat al limbii engleze

districtul Nevsky din Sankt Petersburg

Rezumat al subiectului

Clonarea

Completat de un elev de clasa a 9-a A

Bobkova Anastasia

Şef de muncă - profesor de biologie

Razuvanova Valentina Vladimirovna

Sankt Petersburg 2012

Introducere

Ultimele decenii ale secolului XX au fost marcate de dezvoltarea rapidă a uneia dintre principalele ramuri ale științei biologice - genetica moleculară. Deja la începutul anilor 1970, oamenii de știință au început să obțină și să cloneze molecule de ADN recombinat în laborator, pentru a cultiva celule și țesuturi de plante și animale în eprubete.

A apărut o nouă ramură a geneticii - ingineria genetică. Pe baza metodologiei sale, au început să fie dezvoltate diverse biotehnologii și au fost create organisme modificate genetic (OMG). A apărut posibilitatea terapiei genice pentru unele boli umane, iar ultimul deceniu al secolului al XX-lea a fost marcat de un alt eveniment important - s-au făcut progrese extraordinare în clonarea animalelor din celule somatice.

Metodele dezvoltate pentru clonarea animalelor sunt încă departe de a fi perfecte. În timpul experimentelor, se observă o mortalitate ridicată a fetușilor și nou-născuților. Multe probleme teoretice ale clonării animalelor dintr-o singură celulă somatică nu sunt încă clare. Cu toate acestea, mulți oameni de știință au îmbrățișat cu entuziasm ideea clonării umane. Un sondaj de opinie publică din Statele Unite a arătat că 7% dintre americani sunt pregătiți să fie supuși clonării. Cu toate acestea, majoritatea oamenilor de știință și mulți politicieni sunt împotriva creării de clone umane. Iar obiecțiile și temerile lor sunt destul de justificate.

Scopul acestui eseu este de a identifica aspectele pozitive și negative ale clonării.

Ce este clonarea și clonarea

Inițial, cuvântul clonă (clonare engleză din altă greacă - „cremură, lăstar, urmaș”) a început să fie folosit pentru un grup de plante obținute de la un producător de plante în mod vegetativ. Aceste plante descendente au repetat exact calitățile progenitorului lor și au servit drept bază pentru reproducerea unui nou soi. Mai târziu, nu numai întregul grup al unui astfel de grup, ci și fiecare plantă individuală din el (cu excepția primei) a fost numită clonă, iar obținerea unor astfel de descendenți a fost numită clonare.

Progresele în biologie au arătat că atât în plante, cât și în bacterii, asemănarea descendenților cu organismul producator este determinată de identitatea genetică a tuturor membrilor clonei. Apoi, termenul de clonare a început să fie folosit pentru a desemna producția oricăror linii de organisme care sunt identice cu aceasta și sunt descendenții acesteia.

Ulterior, denumirea de clonare a fost transferată chiar în tehnologia de obținere a organismelor identice, cunoscută sub numele de substituție nucleară, și apoi și asupra tuturor organismelor obținute prin această tehnologie, de la primii mormoloci până la oaia Dolly.

La sfârșitul anilor 1990, oamenii au început să vorbească despre clonarea umană. Termenul a încetat să mai fie proprietatea comunității științifice, a fost preluat de mass-media, cinema, literatură, producătorii de jocuri pe calculator și a intrat în limbă ca un cuvânt obișnuit care nu mai are sensul special pe care îl avea vreo sută. cu ani în urmă.

Clonarea este reproducerea exactă a oricărui obiect de câte ori este necesar. Obiectele obținute în urma clonării (fiecare individual și în întregime) se numesc clone.

Clonează identitatea

Clona nu este o copie completă a originalului, deoarece numai genotipul este copiat în timpul clonării, iar fenotipul nu este copiat. De exemplu, dacă luați 6 clone diferite și le creșteți în condiții diferite:

o clonă cu nutriție insuficientă va crește subdimensionată și slabă;

O clonă care a fost în mod constant supraalimentată și restricționată în activitatea fizică va fi obeză.

o clonă hrănită cu alimente bogate în calorii, săracă în vitamine și minerale necesare creșterii, va crește scurtă și bine hrănită;

O clonă care a primit o alimentație normală și o activitate fizică serioasă va fi înaltă și musculoasă;

o clonă care a trebuit să poarte greutăți excesive în timpul perioadei de creștere va fi scăzută și musculară, cu nutriție insuficientă;

O clonă care a fost injectată cu substanțe teratogene în timpul dezvoltării embrionare va avea anomalii congenitale în dezvoltare.

Chiar și atunci când se dezvoltă în aceleași condiții, organismele clonate nu vor fi complet identice, deoarece există abateri aleatorii în dezvoltare. De exemplu, gemenii monozigoți, care se dezvoltă de obicei în condiții similare. Părinții și prietenii îi pot deosebi prin locația alunițelor, diferențe ușoare de trăsături faciale, voce și alte semne. Nu au ramificare identică a vaselor de sânge, iar liniile lor capilare sunt departe de a fi complet identice.

Istoria clonării

Clonă - (din greacă сlon - urmaș, ramură) este un grup de celule sau organisme care provin dintr-un strămoș comun prin reproducere asexuată și sunt identice genetic. Un exemplu de clonă este un grup de celule bacteriene format ca urmare a diviziunii celulei originale, descendenții unei stele de mare regenerate din părți ale unui organism mamă divizat, o clonă este, de asemenea, toate tufișurile sau copacii obținuți prin propagare vegetativă.

Cu toate acestea, natura nu a „prevăzut” capacitatea mamiferelor de a se reproduce prin clonare. Un nivel ridicat de diferențiere celulară, așa cum ar fi, „reversul monedei” indică pierderea capacității lor de a da naștere unui nou organism. Totuși, așa cum a arătat practica, nucleul chiar și al unei celule diferențiate păstrează toate potențele necesare pentru a da naștere unui nou organism.

Esența clonării este simplă: sunt necesare două celule - una care va fi donatorul nucleului și proprietarul căruia este clonat și ovulul, a cărui dezvoltare va fi controlată de nucleul transplantat. Nucleul propriu al oului trebuie distrus (celula este enucleată). De asemenea, experiența arată că este mai bine pentru clonare dacă ovulul nu este fertilizat. Celula donatoare este forțată într-un fel sau altul să intre în așa-numita fază G0 sau în stadiul de repaus. După aceea, nucleul său, fie prin transplant, fie prin fuziune celulară, este livrat în ovul. Acesta din urmă este stimulat să se dividă și trece la formarea embrionului. Acesta din urmă este implantat în uterul așa-numitei mame surogat, unde, în cazul dezvoltării cu succes, formează un nou organism care este genetic identic cu cel care a fost donatorul nucleului.

Două variante ale acestei tehnici sunt acum cele mai cunoscute - așa-numitele tehnologii Roslin și Honolulu. Prima a fost folosită pentru a clona oaia Dolly de Jan Wilmuth și Keith Campbell de la Institutul Roslyn în 1996, iar a doua de un grup de oameni de știință de la Universitatea din Hawaii în 1998, rezultând cincizeci de clone de șoarece.

Istoria clonării este foarte bogată și dinamică. Primele experimente legate de clonare, în mare, au început să fie efectuate abia acum aproximativ o sută de ani. Iată o scurtă listă a principalelor descoperiri, în urma cărora a devenit posibilă „copiarea” organismelor vii.

1826 - Descoperirea oului de mamifer de către embriologul rus Karl Baer.

1883 - Descoperirea esenței fertilizării (fuziunea pronucleilor) de către citologul german Oscar Hertwig.

1943 -- Revista Science raportează fertilizarea cu succes a unui ovul „in vitro”.

1962 - Profesor de zoologie la Universitatea Oxford John Gordon clonează broaște cu gheare (mai multe experimente bazate pe dovezi - 1970).

1978 -- S-a născut în Anglia Louise Brown, primul copil „eprubetă”.

1983 -- șoarece clonat din celule embrionare

1987 -- În URSS, în laboratorul lui Boris Nikolaevich Veprintsev (L. M. Chailakhyan și colab.), un șoarece a fost donat dintr-o celulă embrionară folosind metoda fuziunii celulare stimulate electric.

1985 - 4 ianuarie, într-o clinică din nordul Londrei, doamnei Cotton s-a născut o fată - prima mamă surogat din lume (neconcepută din oul doamnei Cotton).

1987 -- Folosind o enzimă specială, specialiștii de la Universitatea Washington au reușit să împartă celulele embrionare umane și să le cloneze până la stadiul de treizeci și două de celule (blastomeri).

Clonarea animalelor și bacteriilor

Posibilitatea clonării animalelor a fost dovedită de J. Gordon, un biolog englez care a fost primul care a obținut embrioni de broaște cu gheare clonați. A ars nucleii ouălor cu lumină ultravioletă și apoi a plantat în ele nuclee izolate din celulele epiteliale ale mormolocilor acestei specii. Majoritatea ouălor obținute în acest mod au murit și doar o proporție foarte mică (2,5%) dintre ele s-au dezvoltat în mormoloci. Broaștele adulte nu au putut fi obținute în acest mod. Cu toate acestea, a fost un succes, iar rezultatele experimentelor lui Gordon au fost incluse în multe manuale și manuale de biologie. În 1976, Gordon și co-autorul său R. Lasky au publicat o lucrare în care descriu experimente cu nuclee izolate din celulele rinichilor, pielii și plămânilor broaștelor adulte cu gheare. Cercetătorii cresc mai întâi aceste celule în afara corpului (in vitro) și apoi își injectează nucleele în ouă fără nucleu. Un sfert din aceste ouă încep să se împartă, dar în curând îngheață la unul dintre stadiile de dezvoltare. Apoi, oamenii de știință izolează nucleele embrionilor rezultați și îi plantează din nou în ouă lipsite de propriile lor nuclee... Ca urmare a unei serii de astfel de transplanturi, mai mulți mormoloci apar în sfârșit în lume. Deși experimentele lui Gordon și ale adepților săi au arătat posibilitatea fundamentală de a obține clone seriale de amfibieni, mormolocii născuți cu încăpățânare nu au vrut să se transforme în broaște adulte. Întrebarea, atunci, era încă dacă o singură celulă specializată din corpul său ar putea fi crescută într-o vertebrată adultă. Experimentele pe amfibieni au dat un rezultat negativ, dar oamenii de știință nu au oprit cercetările în acest domeniu.

Cercetări mai ample, care acoperă nu numai amfibieni, ci și pești, precum și muștele fructelor, au fost începute în 1962 de către biologul englez J. Gordon. În experimentele sale cu broasca din Africa de Sud Xenopus laevis, el a fost primul care a folosit ca donator nuclear nu celule germinale, ci celule deja complet specializate ale epiteliului intestinal al unui mormoloc înotător.

Apoi Gordon, împreună cu Lasky (1970), a început să cultive in vitro (în afara corpului într-un mediu nutritiv) celule ale rinichilor, plămânilor și pielii animalelor adulte și să folosească aceste celule ca donatori nucleari. Aproximativ 25% din ouăle reconstruite primare s-au dezvoltat până la stadiul de blastula. Cu transplanturi în serie, s-au dezvoltat până la stadiul de mormoloc plutitor. Astfel, s-a demonstrat că celulele a trei țesuturi diferite ale vertebratului adult (X. laevis) conțin nuclee care pot asigura dezvoltare cel puțin până la stadiul de mormoloc.

La rândul lor, Di Berardino și Hofner (1983) au folosit pentru transplant nucleele celulelor sanguine nedivizoare și complet diferențiate - eritrocite ale broaștei Rana pipiens. După transplantul în serie a unor astfel de nuclee, 10% din ouăle reconstruite au ajuns la stadiul de mormoloc plutitor. Aceste experimente au arătat că unii nuclei de celule somatice sunt capabili să mențină totipotența.

Motivele pentru care nucleele celulelor animalelor adulte și chiar embrionii târzii rămân totipotenți nu au fost încă stabilite cu precizie. Interacțiunea dintre nucleu și citoplasmă joacă un rol decisiv. Substanțele conținute în citoplasma animalelor sunt implicate în reglarea exprimării genelor celulare ale nucleului.

Lucrările lui M. di Bernardino și N. Hoffer au arătat că citoplasma ovocitelor amfibiene conține factori care restabilesc totipotența nucleelor celulelor somatice diferențiate. Acești factori reactivează regiunile reprimate ale genomului.

În 1985, a fost descrisă o tehnologie pentru clonarea peștilor osoși, dezvoltată de oamenii de știință sovietici L.A. Sleepsova, N.V. Dabagyan și K.G. Ghazaryan. Embrionii în stadiul de blastula au fost separați de gălbenuș. Nucleii celulelor embrionare au fost injectați în citoplasma ouălor nefertilizate, care au început să se fragmenteze și să devină larve. Aceste experimente au arătat că pierderea totipotenței de către nucleu în timpul ontogeniei nu este asociată cu pierderea genelor, ci cu reprimarea acestora. Când celulele somatice sunt cultivate in vitro, frecvența totipotenței nucleare crește. Mecanismul genetic al represiunii stabile a genomului celulelor diferențiate nu a fost elucidat, nu au fost dezvoltate metode de restabilire a totipotenței, prin urmare, clonarea se realizează în principal prin transplantul de nuclee de celule embrionare.

Transplantele nucleare la mamifere au început mai târziu, în anii 1980. Acest lucru s-a datorat dificultăților tehnice, deoarece zigotul mamifer este mic. De exemplu, diametrul unui zigot de șoarece este de aproximativ 60 µm, iar diametrul unui ou de broaște fertilizat este de aproximativ 1200 µm, adică de 20 de ori mai mult.

În ciuda acestor dificultăți, primele rapoarte privind obținerea de clone de șoareci identice cu donatorul au apărut încă din 1981. Celulele embrionare ale uneia dintre liniile de șoareci, prelevate în stadiul de blastocist, au fost folosite ca donator. Fiabilitatea datelor obținute a fost pusă inițial sub semnul întrebării, deoarece nu a fost posibilă reproducerea rezultatelor experimentelor efectuate în alte laboratoare, dar câțiva ani mai târziu, J. McGrath și D. Salter au obținut și ei succes. În aceste experimente, clone de șoareci ar putea fi obținute numai dacă nucleele embrionilor au fost transplantate într-o etapă nu mai târziu de 2 blastomeri. S-a demonstrat că nucleii embrionilor cu 8 celule și celulele masei celulare interioare a blastocistului nu asigură dezvoltarea de ouă reconstruite in vitro chiar și până la stadiul de morula, care precede stadiul de blastocist. O mică parte (5%) din nucleele embrionilor cu 4 celule face posibilă dezvoltarea doar până la stadiul de morula. Acestea și multe alte date arată că în timpul embriogenezei la șoareci, nucleii celulari își pierd totipotența devreme, ceea ce este, evident, asociat cu o activare foarte timpurie a genomului embrionar - deja în stadiul de 2 celule. La alte mamifere, în special, la iepuri, oi și bovine, activarea primului grup de gene în embriogeneză are loc mai târziu, în stadiul de 8-16 celule. Acesta poate fi motivul pentru care primele progrese semnificative în clonarea embrionilor au fost realizate la specii de mamifere, altele decât șoarecii. Cu toate acestea, munca cu șoareci, în ciuda destinului lor dificil, a extins semnificativ înțelegerea noastră asupra metodologiei de clonare a mamiferelor.

Primele experimente reușite de clonare a animalelor au fost efectuate la mijlocul anilor 1970 de către embriologul englez J. Gordon în experimente pe amfibieni, când înlocuirea unui nucleu de ou cu un nucleu dintr-o celulă somatică de broască adultă a dus la apariția unui mormoloc. Aceasta a arătat că tehnica transplantului nuclear din celule somatice adulte în ovocite enucleate face posibilă obținerea de copii genetice ale organismului care a servit ca donator de nuclee celulare diferențiate. Rezultatul experimentului a devenit baza pentru concluzia despre reversibilitatea diferențierii embrionare a genomului, cel puțin la amfibieni.

În experimentul lor, Campbell și colegii săi au îndepărtat o celulă dintr-un embrion de oaie într-un stadiu incipient de dezvoltare (în stadiul discului embrionar) și au crescut o cultură celulară, adică s-au asigurat că celula se înmulțește într-un mediu nutritiv artificial. . Celulele identice genetic rezultate (linia celulară) au păstrat totiponența. Oamenii de știință au luat apoi un ou de oaie primitor, au îndepărtat cu grijă tot materialul cromozomial și l-au fuzionat cu o celulă totipotentă din cultură. Embrionii sintetici rezultați au fost crescuți până la stadiul de morula-blastula și apoi implantați în uterul unei oi. Ca urmare, au fost crescuti mai multi miei normali care erau identici genetic.

În principiu, după ce se obține o linie stabilă de celule totiponente, nimic nu le împiedică să facă modificări genetice. De exemplu, prin rearanjarea sau ștergerea genelor individuale, este posibil să se creeze linii transgenice de oi și alte animale de fermă. Cu toate acestea, înainte ca această tehnologie să găsească aplicații practice, mai sunt încă multe probleme de rezolvat.

Până în prezent, numărul de animale clonate este foarte mic în comparație cu numărul de embrioni originali, din celulele cărora s-a putut obține o cultură. Multe celule au murit înainte de a ajunge în stadiul de blastocist. Nu este clar dacă rata mare de eșec se datorează unei varietăți de factori nocivi care afectează celula atunci când este manipulată sau eterogenității liniei celulare în sine. Aceasta din urmă este mai puțin probabilă deoarece rata de succes nu se modifică cu subculturile de cultură. Pentru a clarifica această problemă, este necesar să se investigheze alte linii celulare totipotente.

Eficacitatea transplantului nuclear în ovul și dezvoltarea sa ulterioară cu succes depinde de reprogramarea adecvată a nucleului donor. Macromoleculele (proteinele și ARN de transfer) ale ovocitului sunt responsabile de dezvoltarea acestuia doar pentru un timp relativ scurt (între două diviziuni celulare), iar cu cât această perioadă este mai scurtă, cu atât mai puțin timp rămâne pentru reprogramare. Celulele de la embrioni mai maturi durează mai mult să se reprogrameze, astfel încât rata de succes a acestora este redusă. Un anumit rol îl joacă și compatibilitatea nucleului donor și a citoplasmei primitoare, care este încă puțin înțeleasă.

Succesul transplantului nuclear este asociat cu cel puțin doi factori. În primul rând, ovocitele ovulate sunt primitoare mai bune decât zigotele, fie pentru că ouăle nefertilizate au mai mult timp să se reprogrameze, fie pentru că citoplasma lor este mai potrivită. Este posibil ca citoplasma ovocitului să conţină elemente necesare rearanjarii cromozomilor şi activării genomului şi să dispară după fertilizare fie pentru că sunt asociate cumva cu replicarea ADN-ului, fie ca urmare a dezintegrarii programate. În al doilea rând, celulele cu nuclei donatori prelevați în stadiile G1 sau G0 ale ciclului celular se dezvoltă mult mai bine decât celulele cu nuclei din stadiile S sau G2. Intuitiv, acest lucru pare clar, deoarece este mai ușor să reprogramați un genom de replicare deschisă.

Clonarea animalelor este posibilă cu ajutorul manipulărilor experimentale cu ouă (ovocite) și nuclee de celule somatice animale in vitro și in vivo, așa cum apar gemenii identici în natură. Clonarea animalelor se realizează prin transferul nucleului dintr-o celulă diferențiată într-un ou nefertilizat care are propriul nucleu îndepărtat (un ou enucleat), urmat de transplantul ovulului reconstruit în oviductul mamei adoptive. Cu toate acestea, pentru o lungă perioadă de timp, toate încercările de a aplica metoda descrisă mai sus pentru clonarea mamiferelor au fost nereușite. O contribuție semnificativă la soluționarea acestei probleme a avut-o grupul scoțian de cercetători de la Institutul Roslyn și compania „PPL Therapeuticus” (Scoția) condusă de Jan Wilmut (Wilmut). În 1996, publicațiile lor au apărut despre nașterea cu succes a mieilor ca urmare a transplantului de nuclee derivate din fibroblaste fetale de oaie în ovocite enucleate. Problema clonării animalelor a fost în sfârșit rezolvată de grupul Wilmut în 1997, când s-a născut o oaie pe nume Dolly - primul mamifer obținut din nucleul unei celule somatice adulte: nucleul propriu al ovocitului a fost înlocuit cu un nucleu celular dintr-o cultură de celule epiteliale mamare de la o oaie adultă care alăptează. Ulterior, au fost efectuate experimente de succes privind clonarea diferitelor mamifere folosind nuclee prelevate din celule somatice adulte ale animalelor (șoarece, capră, porc, vacă), precum și prelevate de la animale moarte congelate timp de câțiva ani. Apariția tehnologiei clonării animalelor nu numai că a trezit un mare interes științific, dar a atras și atenția marilor afaceri din multe țări. Lucrări similare se desfășoară în Rusia, dar nu există un program de cercetare țintit. În general, tehnologia clonării animalelor este încă în stadiu de dezvoltare. Într-un număr mare de organisme astfel obținute se observă diverse patologii, ducând la moarte intrauterină sau moarte imediat după naștere.

Clonarea umană terapeutică și reproductivă

Clonarea umană este o acțiune care constă în formarea și cultivarea unor ființe umane fundamental noi, reproducându-se cu acuratețe nu doar extern, ci și la nivel genetic al unuia sau altuia individ, existent în prezent sau existent anterior.

Până acum, tehnologia clonării umane nu a fost dezvoltată. În prezent, niciun caz de clonare umană nu a fost înregistrat în mod fiabil. Și aici apar o serie de întrebări atât teoretice, cât și tehnice. Cu toate acestea, astăzi există metode care ne permit să spunem cu un grad ridicat de încredere că principala problemă a tehnologiei a fost rezolvată.

Mulți cercetători cred că cercetarea cu celule stem merită cea mai mare atenție, deoarece poate ajuta la vindecarea unei persoane de multe boli. Cu toate acestea, unii experți sunt îngrijorați de faptul că celulele stem și celulele canceroase sunt foarte asemănătoare ca structură. Și ambele tipuri de celule au capacitatea de a prolifera la infinit, iar unele studii arată că după 60 de cicluri de diviziune celulară, celulele stem pot acumula mutații care ar putea duce la cancer. Prin urmare, relația dintre celulele stem și celulele canceroase ar trebui studiată cât mai mult posibil înainte de a utiliza această tehnică de tratament.

Clonarea reproductivă ar prezenta posibilitatea de a crea o persoană care este genetic identică cu o altă persoană care a existat cândva sau există în prezent. Acest lucru contrazice într-o oarecare măsură valorile religioase și sociale vechi despre demnitatea umană. Mulți cred că acest lucru încalcă toate principiile libertății și individualității individului. Cu toate acestea, unii susțin că clonarea reproductivă ar putea ajuta cuplurile fără copii să își devină realitate visul de a fi părinte. Alții văd clonarea umană ca pe o modalitate de a opri transmiterea unei gene „dăunătoare”. Dar trebuie amintit că la acest tip de clonare, celulele stem sunt prelevate din embrionul aflat în tubul experimental, cu alte cuvinte, îl omoară. Iar adversarii susțin că folosirea clonării terapeutice este greșită, indiferent dacă aceste celule sunt sau nu folosite în beneficiul persoanelor bolnave sau rănite, pentru că nu poți lua viața unuia pentru a o da altuia.

Profesorul Jonathan Slack de la Universitatea Bass a reușit să transforme celulele hepatice umane adulte în celule pancreatice producătoare de insulină folosind o reacție chimică simplă. Alții au restabilit funcționarea normală a măduvei spinării, care anterior fusese îndepărtată. De asemenea, studiile clinice care utilizează măduva osoasă pentru regenerarea mușchiului inimii au avut succes și așa mai departe.

Dificultăți și limitări tehnologice

Cea mai fundamentală limitare este imposibilitatea repetării conștiinței, ceea ce înseamnă că nu putem vorbi despre identitatea completă a indivizilor, așa cum se arată în unele filme, ci doar despre identitatea condiționată, a cărei măsură și graniță este încă de explorat, ci identitate. este luată ca bază de sprijin.gemeni identici. Incapacitatea de a atinge 100% puritate a experienței provoacă o oarecare neidentitate a clonelor, din acest motiv valoarea practică a clonării este redusă.

Perspective pentru clonare

1. Utilizarea celulelor stem pentru tratamentul bolilor caracterizate prin afectarea semnificativă a țesuturilor (accident vascular cerebral, paralizie, diabet, infarct, consecințele leziunilor și arsurilor).

2. Organe în creștere din celule stem care nu provoacă respingere.

3. Restaurarea speciilor dispărute și conservarea celor rare.

ciocănitoarea imperială

Ciocănitoarea împărată a fost văzută ultima dată în Mexic în 1958. De atunci, ornitologii au încercat să găsească urme ale acestei populații, dar fără succes. În urmă cu aproximativ zece ani, existau chiar zvonuri că pasărea încă mai trăiește pe planetă, dar nici acestea nu au fost confirmate.

Cu toate acestea, păsările împăiate au rămas în muzee. Igor Fadeev, cercetător la Muzeul Darwin, consideră că dacă operațiunea de extracție a ADN-ului se efectuează cu toate animalele împăiate care se află în diferite țări ale lumii, atunci ciocănitoarea poate fi înviată. Astăzi, doar zece ciocănitoare imperiale împăiate au rămas în diferite muzee din întreaga lume.

Dacă proiectul are succes, atunci, în viitorul apropiat, ciocănitoarea imperială poate reapărea pe planeta noastră. Muzeul de Stat Darwin are încredere că cele mai recente metode de biologie moleculară pot izola și reproduce ADN-ul acestor păsări.

banteng

În 2004, s-au născut o pereche de bantengs (tauri sălbatici care trăiau în Asia de Sud-Est), clonați din celulele unor animale care au murit cu mai bine de 20 de ani în urmă. Două banteng au fost clonate din „grădina zoologică înghețată” unică din San Diego, care a fost creată înainte ca oamenii să știe chiar că clonarea este posibilă. Compania americană Advanced Cell Technology, care a produs clonarea, a spus că a folosit celule de la animale care au murit în 1980 fără a lăsa urmași.

Bangteng-urile au fost clonate prin transferul materialului lor genetic în ouăle goale ale vacilor domestice obișnuite; Din cei 16 embrioni, doar doi au supraviețuit până la naștere.

Dodo

În iunie 2006, oamenii de știință olandezi au descoperit pe insula Mauritius rămășițele bine conservate ale dodo, o pasăre fără zbor care a dispărut istoric recent (în secolul al XVII-lea). Anterior, știința nu avea rămășițele unei păsări. Dar acum există o anumită speranță pentru „învierea” acestui reprezentant al păsărilor.

om care clonează celule stem

Clonarea personalităților mari și a morților

Dacă proba de țesut este înghețată corespunzător, o persoană poate fi clonată mult timp după moarte. În viitor, este posibil să se creeze clone din mostre de păr, oase, dinți ale unor oameni celebri din trecut.

Atitudine față de clonare în societate

Se știe deja că cel puțin 8 grupuri de cercetare din întreaga lume lucrează la clonarea umană. De-a lungul anului 2002, din ce în ce mai multe țări „dau aprobarea legislativă” pentru clonarea, în principal în scopuri terapeutice, în ciuda protestului activ al Vaticanului și a actelor internaționale care interzic clonarea umană. Germania, Franța, Australia și alte puteri similare se îndreaptă în această direcție. În Statele Unite, California a devenit primul stat care a reglementat clonarea terapeutică.

Utilizarea embrionilor pentru a explora potențialul celulelor stem, potrivit experților, ar putea revoluționa medicina, oferind oportunități de transplant de țesut care va preveni sau vindeca multe dintre cele mai grave afecțiuni umane.

Un embrion este o colecție globulară de celule care se dezvoltă într-un fetal atunci când celulele stem, după aproximativ 14 zile, încep să se diferențieze pentru a se forma. sistem nervos, coloana vertebrală și alte elemente ale corpului. Oamenii de știință cred că prin izolarea celulelor stem dintr-un embrion când durata de viață a acestuia este de 3 până la 4 zile, creșterea lor în laborator poate fi direcționată în orice direcție. Astfel, va fi posibilă creșterea celulelor sau a tipurilor de țesuturi dorite pentru transplanturi. Și într-o zi va fi posibil să crească neuroni de înlocuire celule nervoaseîntr-un creier care moare din cauza bolii Parkinson, pentru a crește pielea pentru a trata arsurile sau celulele pancreatice pentru a produce insulină pentru diabetici.

Teoretic, celulele stem pot crește într-un substitut pentru aproape orice parte a corpului uman. Dacă sunt derivate din celule luate de la aceeași persoană pentru care este cultivat transplantul, atunci nu vor fi probleme cu respingerea țesuturilor.

Celulele stem sunt împărțite în trei tipuri principale. Primul tip, celulele stem „totipotente”, se formează în timpul primelor diviziuni ale unui ovul fertilizat. Ele se pot transforma în orice tip de țesut și pot forma întregul corp ca întreg. La aproximativ cinci zile după fertilizare, se formează un blastocist - o veziculă goală, care este formată din aproximativ 100 de celule. Acele celule care sunt în exterior se dezvoltă în placentă, iar cele care sunt în interior se transformă în embrionul propriu-zis. Aceste aproximativ 50 de celule sunt „pluripotente”, ele pot crește în aproape toate tipurile de țesut, dar nu într-un organism întreg. Pe măsură ce embrionul se dezvoltă în continuare, celulele stem devin „mulipotente”. Acum pot produce doar tipuri specifice de celule. Celulele totipotente și pluripotente sunt denumite și celule stem din linia germinativă, în timp ce celulele multipotente sunt adesea denumite celule stem adulte.

Ce celule prezintă interes pentru medicină în ceea ce privește clonarea? Cel mai mare interes pentru medici sunt celulele stem pluripotente, deoarece sunt capabile să furnizeze toate tipurile necesare de țesut în corpul uman, dar nu pot fi transformate într-o ființă umană întreagă.

Cea mai mare problemă (moral-etică, în primul rând) este că embrionii umani sunt în prezent singura sursă de celule pluripotente. Și de aceea grupurile anti-avort se opun atât de vehement și cercetării cu celule stem. În ceea ce privește latura tehnică, există acum trei grupuri de cercetare în lume care, în cursul experimentelor pe animale, au dezvoltat metode de creștere a unor cantități potențial nelimitate de celule multipotente în laborator. Dar toate aceste metode sunt concentrate în primul rând pe embrioni.

În general, atunci când transplantați un organ crescut din celulele altcuiva într-un pacient, există întotdeauna problema respingerii țesuturilor, astfel încât persoana poate avea nevoie să ia medicamente imunosupresoare pentru tot restul vieții.

Cu toate acestea, tehnologia clonării oferă o cale diferită. La fel cum a fost crescută celebra oaie clonată Dolly, este posibil să obțineți propriile celule stem pluripotente pentru fiecare persoană. Pentru a face acest lucru, o anumită celulă de țesut este îndepărtată și nucleul ei este plasat într-un ou donator cu propriul său material genetic îndepărtat. Și apoi oul este lăsat să crească într-un blastocist, din care sunt extrase celulele stem din linia germinativă. De aici provine termenul de „clonare terapeutică”.

Un grup de gene, fără de care dezvoltarea normală a embrionilor este practic imposibilă, rămâne neutilizat în procesul de clonare. Aceste gene pot deține cheia îmbunătățirii procedurii de creare a copiilor genetice și a tratamentului cancerului. Există mai multe puncte cheie în procesul de clonare (din celule adulte). Cele mai multe eșecuri devin evidente după câteva zile când blastocistul este implantat în uter. În experimentul care a produs oaia Dolly, doar 29 din 277 de ouă clonate au trecut cu succes această barieră.

Rudolf Janisch de la Institutul Whitehead a descoperit că 70-80 de gene care sunt în mod normal reglate în creștere în embrionii de șoarece în curs de dezvoltare sunt fie inactive, fie reglate în jos în clone. Deși nu este clar ce fac aceste gene, este clar că sunt activate simultan cu o altă genă, Oct4. Această genă, la rândul său, oferă embrionilor capacitatea de a crea celule pluripotente - adică celule care se pot transforma în orice țesut. Este posibil ca unele dintre genele care sunt activate în același timp să fie și ele implicate în acest proces.

Acum oamenii de știință trebuie să afle ce face ca aceste gene să tacă. Aceasta pare a fi o problemă fundamentală - dacă aceste gene nu sunt dezactivate în celule la vârsta adultă, acest lucru poate duce la cancer. Nu este o coincidență că unele dintre genele identificate de Janisch sunt active în celulele tumorale. Este posibil ca clonele derivate din celule adulte să suprime ceea ce sunt gene periculoase pentru celulele adulte. Chiar dacă misterul genelor tăcute va fi rezolvat, clonarea unui animal întreg va rămâne o provocare, deoarece embrionul clonat va trebui să depășească multe alte provocări în etapele ulterioare de dezvoltare. Nu întâmplător doar unul dintre cei 29 de embrioni implantați a devenit oaia Dolly.

Din punct de vedere etic, oponenții experimentelor genetice pe celule umane sunt convinși că este imoral să distrugi potențialul de dezvoltare a vieții în blastocist. În plus, mulți sunt îngrijorați că, odată cu perfecționarea acestei tehnici, oamenii vor fi tentați să se cloneze. Dar există vreo altă cale? Mulți cercetători cred că, în principiu, este încă posibil să înveți cum să inversezi evoluția celulelor stem adulte pentru a obține celule multipotente fără a fi nevoie de a crea un embrion viabil. Dar ridicarea actuală a ștachetei pentru cercetarea sancționată axată pe celulele și embrionii umani este cea care ar putea accelera progresul în acest domeniu.

Concluzie

Deci, clonarea este bună sau rea? Terminând lucrarea pe rezumat, este imposibil să ajungem la o singură concluzie. Fiecare persoană are propria părere în această privință. Dar totuși voi încerca să rezum rezultatele.

Oamenii de știință trebuie să continue știința să avanseze. Ei își vor pune la punct experimentele chiar și în ciuda interdicțiilor.

Medicii sunt în favoarea clonării terapeutice - pentru că aceasta va ajuta să ofere un ajutor real unei persoane și să-i salveze viața.

Reprezentanții aproape tuturor credințelor sunt împotriva clonării în general, pentru că. ei susțin că omul nu poate crea ca Dumnezeu.

Opinia publică este îndreptată în principal împotriva clonării fără minte a tuturor și a tuturor lucrurilor.

Politicienii din multe țări au emis moratorie și proiecte de lege care interzic activitățile de clonare, cel puțin în legătură cu oamenii.

Cred că știința, desigur, trebuie să se dezvolte, dar principiile bioetice trebuie respectate. Toate realizările științei ar trebui folosite în folosul omului.

În unele state, utilizarea acestor tehnologii în relație cu oamenii este interzisă oficial - Franța, Germania, Japonia. Aceste interdicții nu semnifică intenția legiuitorilor de stat de a se abține de la utilizarea clonării umane în viitor.

Surse literare

1. Noi (roman) (1920) - E. I. Zamyatin

2. Genomul (roman) (1999) - Serghei Lukyanenko

3. Oameni și distribuții - Z. Yu. Yuriev

4. Brave New World (1932) -- O. Huxley

5. Pelerinajul lui Lancelot - Julia Voznesenskaya

6. Shevelukha V. S., Kalashnikova E. A., Degtyarev S. V. Biotehnologia agricolă

7. Ingineria genetică a plantelor (manual de laborator) / Ed. J. Reiper.- M.Mir, 1991

Prezentat pe Allbest.ur

Documente similare

Obiecte rezultate din clonare. Metoda „transferului nucleului” este cea mai de succes dintre metodele de clonare a animalelor superioare. Obținerea de celule stem compatibile genetic cu organismul donator. Clonarea reproductivă umană.

prezentare, adaugat 21.04.2013

Definiția termenului „clonare” și aplicarea acestuia în biologie. Tehnologia clonării moleculare. Clonarea organismelor pluricelulare (completă (reproductivă) și parțială). Tema clonării în cultură și artă (cinema, literatură, jocuri).

prezentare, adaugat 04.06.2016

Realizări în inginerie genetică. Conceptul și esența clonării. Clonarea animalelor. Clonarea reproductivă și terapeutică. Probleme ale clonării umane: etice (religioase), juridice, morale. Consecințele posibile ale clonării umane.

raport, adaugat 21.01.2008

Munca de clonare a vertebratelor. Dezvoltarea unei metode microchirurgicale de transplant de nuclee celulare. Primul animal clonat. Lucrări ale embriologului scoțian Ian Wilmuth. Beneficiile și efectele negative percepute ale clonării umane.

prezentare, adaugat 18.12.2014

Esența și tehnologia procesului de clonare. Clonarea naturală (în natură) în organisme complexe. Gemenii monozigoți ca clone naturale la oameni. Povestea clonării unei oi pe nume Dolly. Probleme și dificultăți ale clonării umane.

prezentare, adaugat 18.05.2015

Termenii „Clonare” și „Clonare”. Clonarea animalelor. O metodă de obținere a indivizilor omogene genetic prin reproducere asexuată. Clonarea terapeutică, țesut „de rezervă” pentru transplant. Alterarea artificială a ADN-ului, un pas către nemurire.

lucrare de control, adaugat 10.01.2008

Clonarea organelor și țesuturilor este sarcina numărul unu în domeniul transplantologiei, traumatologiei și în alte domenii ale medicinei și biologiei. Beneficiile și efectele negative percepute ale clonării umane. Reglementarea guvernamentală a procesului.

rezumat, adăugat 24.03.2014

Istoria clonării, experimente privind clonarea embrionilor de mamifere. Primul animal clonat a fost Oaia Dolly. Evoluții științifice ale embriologului scoțian Ian Wilmut. Ideea clonării umane. Procedura de clonare a Dr. Wilmut.

prezentare, adaugat 15.05.2012

Evaluarea posibilelor pericole ale produselor sau organismelor modificate genetic, realizările mondiale. Cercetarea și clonarea genomului uman. Rolul interferonului în tratamentul infecțiilor virale. Istoria geneticii și primele experimente privind clonarea organismelor vii.

rezumat, adăugat 15.08.2014

C. Darwin este fondatorul teoriei evoluției biologice. Continuitate în organizarea mentală a animalelor. Stabilirea structurii moleculei de ADN și decodificarea genomului uman. Celule stem: o populație de celule progenitoare. Prioni și clonarea.