Klónozás (biológia)

A klónozás ( más görög κλών  „ág, hajtás, utód” [1] szóból ) a biológiában  több genetikailag azonos organizmus megjelenése vagy előállítása ivartalan (beleértve a vegetatív ) szaporodás vagy partenogenezis útján . A „klónozás” kifejezést ugyanebben az értelemben gyakran használják többsejtű szervezetek sejtjeivel kapcsolatban.. A klónozást örökletes molekulák több azonos másolatának megszerzésének is nevezik (molekuláris klónozás). Végül a klónozást gyakran biotechnológiai módszereknek is nevezik, amelyeket organizmusok, sejtek vagy molekulák klónjainak mesterséges előállítására használnak.

A genetikailag azonos organizmusok vagy sejtek csoportja egy klón . Az emberi klónozás tilos. Aggodalomra ad okot a klónozási kudarcok magas százaléka, ami a klónozott emberek alsóbbrendűségéhez vezethet (példa erre az embrió kifejlődése a blastuláció során).

A kifejezés története

A klónozás kifejezés az oroszba az angolból ( clone , cloning ) került .

Kezdetben a klón szót ( az angol  klónozás más görög κλών - „gally, hajtás, utódok”) szót az egyik termelő növényből vegetatív (nem mag) módon nyert növénycsoportra (például gyümölcsfák  ) kezdték használni. . Ezek az utódnövények pontosan megismételték elődjük tulajdonságait, és alapul szolgáltak egy új fajta nemesítéséhez (ha tulajdonságaik hasznosak voltak a kertészkedésben). Később nem csak a teljes csoportot, hanem minden egyes növényt benne (az első kivételével) klónnak , az ilyen leszármazottak előállítását pedig klónozásnak [2] [3] [4] nevezték el .

Sejtklónozás

Őssejt klónozás

A szomatikus sejtmag transzfer, az SCNT néven ismert, kutatási vagy terápiás célú embriók létrehozására is használható. Ennek legvalószínűbb célja az őssejtkutatáshoz felhasználható embriók beszerzése . Ezt a folyamatot „kutatási klónozásnak” vagy „terápiás klónozásnak” is nevezik. A cél nem klónozott ember létrehozása (úgynevezett "reproduktív klónozás"), hanem olyan őssejtek gyűjtése, amelyek segítségével az emberi fejlődés tanulmányozható és potenciálisan betegségek is kezelhetők. Bár egy klonális humán blasztocisztát létrehoztak, őssejtvonalakat még nem izoláltak klonális forrásból [5] .

A terápiás klónozást embrionális őssejtek létrehozásával érik el annak reményében, hogy olyan betegségeket kezelnek, mint a cukorbetegség és az Alzheimer-kór . A folyamat a ( DNS -t tartalmazó ) sejtmag eltávolításával kezdődik a tojásból, és a sejtmag beépítésével a felnőtt sejtből klónozás céljából [6] . Alzheimer-kórban szenvedő személy esetében a páciens bőrsejtjéből származó sejtmagot egy üres tojásba helyezik. Az újraprogramozott sejt embrióvá kezd fejlődni, mert a tojás reagál az átvitt sejtmaggal. Az embrió genetikailag azonos lesz a pácienssel [6] . Az embrió ezután blasztocisztát képez , amely potenciálisan a test bármely sejtjévé válhat [7] .

Az SCNT-t klónozásra azért használják, mert a szomatikus sejtek könnyen beszerezhetők és tenyészthetők laboratóriumban. Ez a folyamat hozzáadhat vagy eltávolíthat bizonyos haszonállat -genomokat . Fontos megjegyezni, hogy a klónozás akkor valósul meg, ha a petesejtek megtartják normális funkcióit, és ahelyett, hogy a spermium és a tojás genomját használnák fel a replikációhoz, az oocitát a donor szomatikus sejtjének magjába helyezik. A petesejt ugyanúgy reagál a szomatikus sejtek magjára, mint a spermiumokra [8] .

Egy adott haszonállat SCNT-vel történő klónozásának folyamata viszonylag azonos minden állat esetében. Az első lépés a szomatikus sejtek összegyűjtése a klónozandó állatból. A szomatikus sejtek azonnal felhasználhatók, vagy későbbi felhasználás céljából a laboratóriumban tárolhatók. Az SCNT legnehezebb része az anyai DNS eltávolítása a metafázis II petesejtből. Ha ez megtörtént, a szomatikus sejtmag beilleszthető a tojás citoplazmájába . Ez egysejtű embriót hoz létre . Ezután a csoportosított szomatikus sejteket és a tojás citoplazmáját elektromos áramba fecskendezik. Ez az energia lehetővé teszi a klónozott embrió fejlődésének megkezdését. A sikeresen kifejlődött embriókat ezután pótanyába helyezik , például tehenbe vagy juhokba haszonállatok esetében [8] .

Az SCNT jó módszer az emberi fogyasztásra szánt haszonállatok előállítására. Sikeresen klónozott juhot, szarvasmarhát, kecskét és sertést. További előnye, hogy az SCNT-t a kihalás szélén álló veszélyeztetett fajok klónozásának problémájának megoldásának tekintik [8] . A petesejtben és az injektált sejtmagban fellépő stressz azonban óriási lehet, ami a korai vizsgálatok során nagy sejtvesztéshez vezethet. Például a klónozott bárány, Dolly megszületett, miután 277 tojást használtak fel SCNT-hez, amely 29 életképes embriót hozott létre. Ezen embriók közül csak három élte túl a születést, és csak egy élte túl a felnőttkort [9] . Mivel az eljárást nem lehetett automatizálni, és manuálisan, mikroszkóp alatt kellett végrehajtani , az SCNT nagyon erőforrás-igényes volt. A differenciálódott szomatikus sejtmag újraprogramozásának és a fogadó pete aktiválásának biokémiája szintén messze nem volt megértve. 2014-re azonban a kutatók tízből hét-nyolc eshetőségről számoltak be a klónozásra [10] , 2016-ban pedig arról számoltak be, hogy a koreai Sooam Biotech cég naponta 500 klónozott embriót termel [11] .

Természetes klónozás (a természetben) összetett szervezetekben

A klónozás a természetben széles körben elterjedt különféle szervezetekben. A növényekben a természetes klónozás különféle vegetatív szaporítási módokon keresztül történik . Állatokban a klónozás ameiotikus partenogenezisben és a poliembriónia különböző formáiban történik . Így a gerincesek körében ismertek klónosan szaporodó, csak partenogenetikus nőstényekből álló gyíkfajok. Emberben a természetes klónok egypetéjű ikrek . Egyes tatufajoknál általában négy-kilenc egypetéjű ikrek születnek. A klonális szaporodás elterjedt a rákfélék és a rovarok körében. A természetes klónozás egyedülálló változatát nemrég fedezték fel a hangyákban  - a kis tűzhangyát (Wasmannia auropunctata) [12] , amelynek hímjeit és nőstényeit egymástól függetlenül klónozzák, így a két nem génállománya nem keveredik. Ennél a fajnál a működő egyedek megtermékenyített petékből, a királynők pedig megtermékenyítetlen diploid tojásokból fejlődnek ki. Egyes hímek által megtermékenyített petékben az anya összes kromoszómája elpusztul, és a hímek az ilyen haploid tojásokból fejlődnek ki.

Molekuláris klónozás

Molekuláris klónozás ( eng.  Molecular cloning, Gene klónozás ) - DNS-molekulák klónozása (beleértve a géneket, génfragmenseket, génkészleteket, géneket nem tartalmazó DNS-szekvenciákat), más szóval - nagyszámú azonos DNS-molekula előállítása élő szervezetek felhasználásával. századi alapvető biológiai felfedezéseknek, nevezetesen: a szövetek sejtszerkezetének felfedezésének, a sejtmag szerkezetének, kromoszómáknak , DNS -nek , géneknek köszönhetően lehetővé vált , amit ma molekuláris klónozásnak neveznek . Ez a technológia a legkisebb biológiai objektumok – DNS -molekulák , részeik, sőt egyedi gének – klónozására is alkalmas . Molekuláris klónozáshoz a DNS-t (általában így vagy úgy módosított) egy vektorba (például bakteriális plazmidba vagy bakteriofág genomba ) juttatják be. A szaporodó baktériumok és fágok megsokszorozzák a bejuttatott DNS mennyiségét, pontosan megőrizve annak szerkezetét. Nagy mennyiségű ilyen DNS izolálásához el kell különíteni az azt tartalmazó baktériumokat vagy fágokat az összes többitől, amelyhez klónozást alkalmaznak, vagyis a baktériumot vagy fág klónt tartalmazó baktérium- vagy fág klón izolálását és reprodukálását. szükséges DNS-molekulák. A bakteriális klónok szelekciójának megkönnyítésére általában egy antibiotikummal, leggyakrabban ampicillinnel szemben rezisztens gént visznek be a plazmidokba, amelyek jelenlétében minden olyan baktérium elpusztul, amely nem rendelkezik a klónozott plazmiddal. Az ilyen klónozás szükséges a biológiai molekulák tanulmányozásához, azonosításához, a szöveti klónozás kérdéseinek megoldásához stb. [13]

Többsejtű szervezetek klónozása

A tudósok és a közvélemény legnagyobb figyelmét a többsejtű szervezetek klónozása vonzza, amely a géntechnológia sikerének köszönhetően vált lehetővé . Speciális feltételek megteremtésével és a sejtmag szerkezetének megzavarásával a szakemberek rákényszerítik, hogy a kívánt szövetté, vagy akár az egész szervezetté fejlődjön . Elvileg még egy elhalt szervezetet is lehet szaporítani, feltéve, hogy genetikai anyagát megőrzik .

Létezik az organizmusok teljes (reproduktív) és részleges klónozása . Egy teljes szervezetnél a teljes szervezet újrateremtődik, míg a részlegesnél a szervezet nem jön létre teljesen (például csak egy vagy másik szövete).

A reproduktív klónozás feltételezi, hogy az eredmény egy egész szervezet. Tudományos célokon túl kihalt fajok helyreállítására vagy ritka fajok megőrzésére is használható .

A szövetklónozás egyik ígéretes alkalmazása a sejtterápia az orvostudományban . Az ilyen, a páciens őssejtjeiből nyert szövetek kompenzálhatják a szervezet saját szöveteinek hiányát és hibáit, és nem utasítják el őket a transzplantáció során . Ez az úgynevezett terápiás klónozás.

A terápiás klónozás azt jelenti , hogy nem szándékosan állítanak elő teljes szervezetet ennek eredményeként. Fejlődését előre leállítják , és a keletkező embrionális őssejteket felhasználják a kívánt szövetek vagy más biológiai termékek előállítására. A kísérletek azt mutatják, hogy a terápiás klónozás sikeresen alkalmazható egyes gyógyíthatatlannak tartott betegségek kezelésére [14] .

Állatok és magasabb rendű növények klónozása

Emberi klónozás

2015-ig mintegy 70 ország tiltotta be törvényileg az emberi klónozást. [15] Dél-Koreában azonban megengedett a kutyák klónozása. Az Orosz Föderáció 2002. május 20-án elfogadta az 54-FZ számú szövetségi törvényt „Az emberi klónozás ideiglenes tilalmáról”.

Az emberi klónozás egy ember genetikailag azonos másolatának létrehozása. A kifejezést általában a mesterséges emberi klónozásra használják, amely az emberi sejtek és szövetek reprodukciója. Ez nem vonatkozik az egypetéjű ikrek természetes fogantatására és születésére . Az emberi klónozás lehetősége vitákat váltott ki. Ezek az etikai aggályok több országot késztettek arra, hogy törvényt alkossanak az emberi klónozásról és annak törvényességéről. Jelenleg a tudósok nem szándékoznak embert klónozni, és úgy vélik, hogy eredményeik szélesebb körű vitát indíthatnak el a világnak a klónozás szabályozásához szükséges törvényeiről és szabályozásáról [16] .

Az elméleti humán klónozás két általánosan tárgyalt típusa a terápiás klónozás és a reproduktív klónozás. A terápiás klónozás magában foglalja az emberi sejtek klónozását gyógyászatban és transzplantációban, és aktív kutatási terület, de 2014-től a világon sehol nem használják az orvosi gyakorlatban. A terápiás klónozás két általános módszerét vizsgálják, a szomatikus sejtmag-transzfert és újabban a pluripotens őssejt-indukciót . A reproduktív klónozás magában foglalja egy egész klónozott személy létrehozását, nem csak meghatározott sejteket vagy szöveteket [17] .

A klónozáshoz való hozzáállás a társadalomban

2007-ben Ian Wilmutot , a Dolly the Sheep egyik alkotóját II. Erzsébet brit királynő lovagi címmel tüntette ki [18] .

Új fóbia alakult ki, melynek eseteit a pszichiátrián találják meg. Viktor Yarovoy pszichiáter 2008 decemberében új fogalmat határozott meg az ilyen rendellenességekre - bionalizmus , klónozott emberektől való félelem, beleértve a fizikai, erkölcsi és szellemi fejlődésben való esetleges felsőbbrendűségüket [19] .

A klónozás témája a kultúrában és a művészetben

A klónozásról szóló viták a népszerű médiában gyakran negatívan jelenítik meg a témát. A Time -ban megjelent 1993. november 8-i cikk negatívan ábrázolta a klónozást, Michelangelo Ádám teremtése című művét úgy módosította, hogy Ádámot öt azonos karral ábrázolja . A Newsweek 1997. március 10-i száma szintén bírálta az emberi klónozás etikáját, és egy grafikát is tartalmazott, amely azonos gyerekeket mutat be főzőpohárban [21] .

A klónozás, különösen az emberi klónozás fogalma a tudományos-fantasztikus művek széles körét foglalja magában . A klónozás korai fiktív ábrázolása a "Bokanovsky-féle folyamat", amely Aldous Huxley 1931 -es, Brave New World című disztópikus regényében szerepel. Ezt az eljárást a megtermékenyített emberi petesejtekre alkalmazzák in vitro , aminek következtében azok az eredeti genetikai másolataira bomlanak [22] [23] .

Az emberek testrészekből történő klónozása szintén gyakori téma a sci-fiben. A klónozás különösen hangsúlyos a Woody Allen Alvó című filmjében parodizált sci-fi konvenciókban, amelynek középpontjában egy meggyilkolt diktátor élettelen orrából történő klónozása áll . A Doctor's 2008-as „ Journey's End ” című történetében a tizedik doktor szinkronizált változata spontán módon nő ki levágott karjából, amelyet egy korábbi epizód során egy kardharc során levágtak [25] .

A klónozás visszatérő téma számos kortárs sci-fi filmben, kezdve az akciófilmektől, mint például a Jurassic World (1993), az Alien: Resurrection (1997), a 6th Day (2000), a Resident Evil Star Wars. Episode II: Attack of the Clones " (2002) és " The Island " (2005), olyan vígjátékokról, mint Woody Allen 1973 -as Sleeper című filmje [26] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Idegen szavak szótára. - M . : Orosz nyelv , 1989. - 624 p. — ISBN 5-200-00408-8 .
  2. ↑ de Candolle, A. A botanikai nómenklatúra törvényei, amelyeket az 1867 augusztusában Párizsban tartott Nemzetközi Botanikai Kongresszus fogadott el; Alphonse de Candolle történelmi bevezetőjével és kommentárjával együtt, francia  (angol) fordításban . - London: L. Reeve and Co., 1868. :21, 43
  3. ↑ Torrey Botanikus Klub: 42–45. kötet  (meghatározatlan)  // Torreya. - 1942. - T. 42-45 . - S. 133 .
  4. ↑ Amerikai Tudományfejlesztési Szövetség. Tudomány  (határozatlan) . - Mózes király, 1903. - S. 502 -.
  5. ↑ Gil, Gideon . A California Biotech azt állítja, hogy klónozott egy emberi embriót, de nem termeltek őssejteket  (2008. január 17.). Archiválva az eredetiből 2009. január 7-én. Letöltve: 2019. november 6.
  6. ↑ 1 2 Halim, N. Kiterjedt új tanulmány eltéréseket mutat ki klónozott állatokban . Massachusetts Institute of Technology (2002. szeptember). Letöltve: 2011. október 31. Az eredetiből archiválva : 2012. október 16..
  7. ↑ Plusz, M. Magzati fejlődés . Nlm.nih.gov. Letöltve: 2011. október 31. Az eredetiből archiválva : 2011. október 27..
  8. ↑ 1 2 3 Latham, KE A nukleáris újraprogramozás korai és késleltetett vonatkozásai a klónozás során 97, 119–132. A sejt biológiája. Archiválva az eredetiből 2014. augusztus 2-án.
  9. ↑ Campbell KH, McWhir J., Ritchie WA, Wilmut I. Tenyésztett sejtvonalból nukleáris transzferrel klónozott juhok  //  Nature : Journal. - 1996. - március ( 380. évf. , 6569. sz.). - P. 64-6 . - doi : 10.1038/380064a0 . — PMID 8598906 .
  10. ↑ Shukman, David (2014. január 14.) Kínai klónozás „ipari méretekben” Archiválva : 2018. augusztus 17., a Wayback Machine BBC News Science and Environment, Letöltve: 2014. április 10.
  11. ↑ Zastrow, Mark. A napi 500 új állatot létrehozó klónozógyár belsejében  // New Scientist  : magazin  . - 2016. - február 8.
  12. ↑ A tűzhangya hímek és királynők klónozással szaporodnak (elérhetetlen link) . Letöltve: 2022. február 2. Az eredetiből archiválva : 2019. április 4.. 
  13. ↑ Cbio.ru. Molekuláris klónozás archiválva : 2007. szeptember 28. a Wayback Machine -nél
  14. ↑ MEMBRÁNA | Világhírek | A terápiás klónozás meggyógyította az egereket a Parkinson-kórból . Hozzáférés dátuma: 2008. március 25. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4.
  15. ↑ Hogyan alakították át a bajnok-póni klónok a pólójátékot . Vanity Fair (2015. július 31.). Letöltve: 2015. december 27. Az eredetiből archiválva : 2015. december 20.
  16. ↑ MEGTEKINTÉS: A tudósok majmokat klónoznak olyan technikával, amellyel Dolly, a bárány megalkotta . Fox61 . fox61 (2018. január 26.). Letöltve: 2018. január 26. Az eredetiből archiválva : 2018. január 26..
  17. ↑ Kfoury. Terápiás klónozás: ígéretek és kérdések  (határozatlan idejű)  // Mcgill J Med. - 2007. - július ( 10. évf. 2. szám ). - S. 112-120 . — PMID 18523539 .
  18. ↑ http://eternalmind.ru/content/view/1435/2/  (elérhetetlen link)
  19. ↑ Bionalizmus  – félelem a klónozott emberektől Archiválva : 2009. április 6. a Wayback Machine -nél
  20. ↑ TIME Magazine - US Edition - Vol. 142 sz. 19. (1993. november 8.). Letöltve: 2017. november 5. Az eredetiből archiválva : 2017. november 5..
  21. ↑ Ma a bárány…  // Newsweek  :  magazin. - 1997. - március 9.
  22. ↑ Huxley, Aldous; "Brave New World és Brave New World Revisited"; p. 19; Harper Perennial, 2005.
  23. ↑ Bhelkar, Ratnakar D. Sci-fi : Fantázia és valóság  . - Atlantic Publishers & Dist, 2009. - P. 58. - ISBN 9788126910366 .
  24. ↑ Humber, James M.; Almeder, Robert. Emberi  klónozás . - Springer Science & Business Media , 1998. - P. 10. - ISBN 9781592592050 .
  25. ↑ Lewis, Courtland; Smithka, Paula. Mi a folytonosság kitartás nélkül? // Doctor Who és a filozófia: nagyobb belülről  (angol) . - Nyílt Bíróság , 2010. - P. 32-33. — ISBN 9780812697254 .
  26. ↑ planktonszabályok. Sleeper (1973) . IMDb (1973. december 17.). Letöltve: 2015. május 3. Az eredetiből archiválva : 2020. október 1..

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
 Klónozás