Klonavimas
Klonas - tai bet kokia ląstelė ar individas, kuris yra identiškas kitam.
Biologijoje klonavimas - tai vieno ar daugiau genetiškai identiškų individų gavimo procesas. Kalbant apie sveikus individus, paprastai tai reiškia sąmoningą identiškos kopijos gamybą. Pirmą kartą tai pavyko padaryti su žinduoliais - garsiąja avimi Dolly. Žmogaus identiški dvyniai yra natūralūs klonai. Taip pat ir aseksualaus dauginimosi bei bet kokio partenogenetinio dauginimosi, kuriame nedalyvauja mejozė, palikuonys.
Kai kuriems gyvūnams klonavimas yra natūralus, tačiau žinduoliams jis pasitaiko retai. Išimtis - devynpirštis šarvuotis, kuris paprastai atsiveda identiškus ketvertukus.
Genetikos ir ląstelės biologijos srityje klonavimas ypač susijęs su DNR seka, o kartu ir su visomis kitomis makromolekulėmis.
Ląstelių linijose pasitaiko klonų, tačiau yra keletas akivaizdžių išlygų. Bet kokie DNR pokyčiai reiškia, kad dukterinės ląstelės nėra identiškos motininėms ląstelėms. Paprastai vystymosi metu genai įjungiami ir išjungiami, o dukterinės ląstelės palaipsniui diferencijuojasi į subrendusias audinių ląsteles. Jos nėra identiškos pradinėms kamieninėms ląstelėms, todėl jos yra klonai tik ta prasme, kad yra kilusios iš tos pačios motininės ląstelės.
Laboratorinis molekulės kopijavimas, siekiant gauti tikslias kopijas, taip pat vadinamas klonavimu.
Ne visai identiška
Nors klonai iš pradžių būna vienodi, jie tokie gali ir nelikti. Identiškų dvynių fenotipai visada šiek tiek skiriasi.
Nors monozigotiniai dvyniai genetiškai yra beveik identiški, 2012 m. atlikus 92 monozigotinių dvynių porų tyrimą nustatyta, kad monozigotiniai dvyniai ankstyvuoju vaisiaus vystymosi laikotarpiu įgyja kelis šimtus genetinių skirtumų. Tai lemia mutacijos (arba kopijavimo klaidos), įvykusios kiekvieno dvynio DNR po embriono padalijimo. Apskaičiuota, kad monozigotinių dvynių rinkinys vidutiniškai turi apie 360 genetinių skirtumų, atsiradusių vaisiaus vystymosi pradžioje. Tačiau šie pokyčiai gali turėti nedidelį praktinį poveikį. Praktiškai identiški dvyniai atrodo ir elgiasi labai panašiai.
Dar viena monozigotinių dvynių skirtumų priežastis yra epigenetinė modifikacija. Tai lemia skirtingas aplinkos poveikis per visą gyvenimą, kuris turi įtakos genų įjungimui ar išjungimui. Atlikus 80 porų monozigotinių dvynių, kurių amžius svyruoja nuo 3 iki 74 metų, tyrimą paaiškėjo, kad jauniausi dvyniai turi palyginti nedaug epigenetinių skirtumų. Su amžiumi epigenetinių skirtumų skaičius didėja. Penkiasdešimtmečių dvynių epigenetiniai skirtumai buvo daugiau nei tris kartus didesni nei trejų metų dvynių. Didžiausi skirtumai buvo tarp dvynių, kurie savo gyvenimą praleido atskirai (pavyzdžiui, dvyniai, kuriuos gimdami įsivaikino du skirtingi tėvai). Tačiau tam tikros dvynių savybės, pavyzdžiui, intelekto koeficientas ir asmenybė, su amžiumi tampa panašesnės. Šis reiškinys rodo genetikos įtaką daugeliui žmogaus savybių ir elgesio aspektų.
Klonuotos rūšys
- Karpiai: (1963 m.) Kinijoje embriologas Tongas Dižou išvedė pirmąją pasaulyje klonuotą žuvį, įterpdamas karpio patino ląstelės DNR į karpio patelės kiaušinėlį. Jis paskelbė rezultatus Kinijos mokslo žurnale.
- Pelės: (1986 m.) pelė buvo pirmasis žinduolis, sėkmingai klonuotas iš ankstyvosios embriono ląstelės. Sovietų mokslininkai Čailachianas, Veprencevas, Sviridova ir Nikitinas klonavo pelę Mašą. Tyrimai buvo paskelbti 1987 m. žurnalo "Biofizika" ХХХII tomo 5 numeryje.
- Avys: (1996) Iš ankstyvųjų embrioninių ląstelių Steen Willadsen. Megan ir Morag[19] 1995 m. birželio mėn. klonuotos iš diferencijuotų embrioninių ląstelių, o 1997 m. iš somatinės ląstelės - avelė Dolly.
- Beždžionė: (2000) Tetra, nuo embriono skilimo.
- Gauras: (2001 m.) buvo pirmoji klonuota nykstanti rūšis.
- Galvijai: Alfa ir Beta patinai 2001 ir 2005 m., Brazilija.
- Katė: CopyCat "CC" (patelė, 2001 m. pabaiga), Little Nicky, 2004 m., buvo pirmoji katė, klonuota komerciniais tikslais.
- Šuo: (2005 m.) Snuppy, afganų kurto patinas, buvo pirmasis klonuotas šuo.
- Žiurkės: (Ralfas - pirmoji klonuota žiurkė.
- Mulas: (2003 m.) Idaho Gem, Džono mulas, buvo pirmasis arklių šeimos klonas.
- Žirgas: (2003 m.) Prometea, haflingų veislės kalytė, buvo pirmasis arklio klonas.
- Vandens buivolas: (2009 m.) Samrupa buvo pirmasis klonuotas vandens buivolas. Jis gimė Indijos Karnalo nacionaliniame diarinių tyrimų institute, bet po penkių dienų mirė nuo plaučių infekcijos.
- Kupranugaris: (2009) Pirmasis klonuotas kupranugaris.
- Krabais mintanti makaka: (2018 m.) Pirmą kartą mokslininkai klonavo bet kurią beždžionę ar žmogbeždžionę, naudodami vyresnio nei embrionas donoro ląsteles.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra klonavimas?
A: Klonavimas - tai procesas, kurio metu gaunamas vienas ar daugiau genetiškai identiškų individų. Tai gali būti sąmoningas identiškos kopijos gaminimas, kaip, pavyzdžiui, avies Dolly atveju, arba natūralūs klonai, pavyzdžiui, žmogaus identiški dvyniai arba palikuonys, atsiradę dėl aseksualaus dauginimosi.
K: Kaip klonavimas veikia genetikos ir ląstelių biologijos srityje?
A: Genetikos ir ląstelės biologijos srityje klonavimas visų pirma susijęs su DNR seka, o kartu ir su visomis kitomis makromolekulėmis. Bet kokie DNR pokyčiai reiškia, kad dukterinės ląstelės nėra identiškos motininėms ląstelėms. Paprastai vystymosi metu genai įjungiami ir išjungiami, todėl dukterinės ląstelės diferencijuojasi į subrendusias audinių ląsteles, kurios nėra identiškos pradinėms kamieninėms ląstelėms.
Klausimas: Ar klonavimas paplitęs tarp žinduolių?
A: Klonavimas yra natūralus kai kuriems gyvūnams, tačiau žinduoliams jis pasitaiko retai. Išimtis - devynpirštis šarvuotis, kuris paprastai atsiveda identiškus ketvertukus.
K: Ar yra kokių nors laboratorinių metodų molekulėms klonuoti?
A: Taip, laboratorinis molekulės kopijavimas, siekiant gauti tikslias kopijas, taip pat vadinamas klonavimu.
K: Ar visi klonai yra tikslios vienas kito kopijos?
Atsakymas: Ne, dėl DNR pokyčių dukterinės ląstelės ne visada yra tikslios motininės ląstelės kopijos, net jei iš pradžių jos buvo išvestos iš motininės ląstelės. Vystymosi metu įjungiami ir išjungiami genai, todėl dukterinės ląstelės ir pirminės kamieninės ląstelės diferencijuojasi, todėl jos nebegali būti tikslios viena kitos kopijos.
Klausimas: Ar avelė Dolly yra klonavimo pavyzdys?
Atsakymas: Taip, Dolly buvo klonuota naudojant metodą, vadinamą somatinių ląstelių branduolių perkėlimu (SCNT). Tai buvo vienas pirmųjų sėkmingų žinduolių klonavimo pavyzdžių istorijoje.