История клонирования

Министерство здравоохранения  Республики Беларусь 
Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет

Кафедра общей и клинической  биохимии

 

 

 

 

 

 

Реферат

 
на тему:               «Клонирование»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Витебск 2013

Оглавление

Введение 3

1. История развития клонирования 4

2. Клонирование животных 6

2.1. Овечка  Долли 7

2.2. Клонирование 5 поросят 8

3. Клонирование растений 8

4. Терапевтическое клонирование 9

4.1. Перспектива терапевтического клонирования 9

5. Значение клонирования 10

Заключение 12

Список литературы: 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Последние десятилетия XX века ознаменовались бурным развитием одной  из главных ветвей биологической  науки - молекулярной генетики. Уже  в начале 70-х годов ученые в  лабораторных условиях начали получать и клонировать рекомбинантные молекулы ДНК, культивировать в пробирках  клетки и ткани растений и животных. Возникло новое направление генетики - генетическая инженерия. На основе ее методологии начали разрабатываться  различного рода биотехнологии, создаваться  генетически измененные организмы (ГМО). Появилась возможность генной терапии некоторых заболеваний  человека, а последнее десятилетие XX века ознаменовалось еще одним  важным событием - достигнут огромный прогресс в клонировании животных из соматических клеток.

Разработанные методы клонирования животных пока еще далеко не совершенны. В процессе экспериментов наблюдается  высокая смертность плодов и новорожденных. Еще не ясны многие теоретические  вопросы клонирования животных из отдельной  соматической клетки. Тем не менее, многие ученые с энтузиазмом восприняли идею клонирования человека. Опрос  общественного мнения в США показал, что 7% американцев готовы подвергнуться  клонированию. Вместе с тем, большинство  ученых и многие политики высказываются  против создания клонов человека. И  их возражения и опасения вполне оправданы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. История развития клонирования

 

Клон - (от греч. сlon - отпрыск, ветвь) это группа клеток или организмов, происшедших от общего предка путём бесполого размножения и являющихся генетически идентичными. Примером клона можно назвать группу бактериальных клеток, образовавшихся в результате деления исходной клетки, потомков морской звезды, регенерировавших из частей разделённого материнского организма, клоном также являются все кусты или деревья, полученные путём вегетативного размножения. Однако вот млекопитающим способность размножаться путём клонирования природа не "предусмотрела". Высокий уровень дифференциации клеток как бы "обратной стороной медали" обозначает утрату ними способности давать начало новому организму. Однако, как показала практика, ядро даже дифференцированной клетки сохраняет все потенции, необходимые для того, чтобы дать начало новому организму.

Суть клонирования проста: требуется  две клетки - одна, которая будет  донором ядра и хозяин которой клонируется, и яйцеклетка, развитием которой и будет управлять подсаживаемое ядро. Собственное ядро яйцеклетки должно быть уничтожено (клетка энуклеирована). Опыт также показывает, что для клонирования лучше, если яйцеклетка не оплодотворена. Клетку-донор тем или иным способом заставляют перейти в так называемую G0-фазу или стадию покоя. После этого её ядро либо путём пересадки, либо слиянием клеток доставляется в яйцеклетку. Последняя стимулируется к делению и приступает к формированию эмбриона. Последний подсаживается в матку так называемой суррогатной матери, где в случае удачного развития формирует новый организм, являющийся генетически идентичным тому, который был донором ядра.

Сейчас наиболее известны два варианта данной методики - так называемая Рослинская и Гонолульская технологии. Первая была использована при клонировании овцы Долли Яном Вильмутом и Китом Кембеллом из Рослинского института в 1996, а вторая - группой учёных из Университета Гавайи в 1998, в результате чего было получено полсотни клонов мыши.

 

История клонирования весьма насыщена и динамична. Первые опыты, связанные  с клонированием, по крупному счёту, начали проводить лишь около сотни  лет назад. Вот вкратце весь список основных открытий, в результате которых "копирование" живых организмов стало возможным.

 

1902 - Ганс Шпеманн проделывает опыт по разделению раннего эмбриона саламандры. Обе части зародыша развиваются в нормальных животных. Опыт доказывает, что даже отдельные клетки содержат информацию, достаточную для формирования целого нового организма.

1928 - тот же Шпеманн производит первую пересадку клеточного ядра, тем самым закладывая основы метода, который будет ключевым в будущих экспериментах по клонированию.

1952 - учёные Бриггс и Кинг путём клонирования получают поколение головастиков.

1958 - Ф. Стьюард выращивает целое растение моркови из единственной клетки.

1962 - Дж. Гердон получает клон лягушки, выращенный из дифференцированных клеток взрослого животного.

1963 - Дж.Б.С. Холдейн вводит термин "клон".

1981 - Карл Иллменси и Питер Хоппе объявляют, что им удалось клонировать мышь путём пересадки ядра из клетки эмбриона в яйцеклетку. Однако их результаты не удаётся подтвердить другим специалистам. Позже выясняется, что результаты опыта были сфальсифицированы.

1984 - датский учёный Стин Вилладсен сообщает, что ему удалось клонировать овцу из клеток недельного эмбриона путём так называемого "сдваивания" ("twinning").

1986 - Фёрст, Пратер и Айстоун клонируют корову из эмбриональных клеток.

1990 - начало проекта "Геном человека".

1994 - Нил Фёрст получает генетические копии телят из эмбриональных клеток. Зародыши достигают по крайней мере 120-клеточной стадии.

1996, июль - рождение овцы Долли, первого крупного животного, клонированного с использованием ДНК взрослого животного (клеток молочной железы). Опыт удался с 276 попытки. Официально это событие было освещено лишь в 23 февраля 1997. После Долли учёные шотландского Института Рослин (Roslin Institute) клонировали ещё 7 ягнят трёх различных пород.

1997, июль - команда учёных, клонировавших Долли, представляет Поли - клонированную овцу, содержащую человеческие гены. Развитие темы относительно получения необходимых человеку белков от клонированных животных в промышленном масштабе.

1997, декабрь - клонирование Долли признано журналом Science научным достижением года.

1997 - Ричард Сид объявляет о планах заняться клонированием человека.

1998, июль - группа учёных из Гавайского института объявляет, что с октября 1997 клонировала 50 мышей из дифференцированных клеток, при этом используя новую методику, которая обещает быть более эффективной, нежели использованная при клонировании Долли.

1998, декабрь - японские учёные сообщают, что получили 8 клонов из клеток взрослой коровы - третьего клонированного млекопитающего.

1999, май - Институт Рослин покупается биотехнологической компанией Geron. Вскоре Япония, Индия и большинство европейских стран принимают законопроекты, запрещающие клонирование, либо регулирующие исследования в данном направлении. (Однако уже достаточно скоро законодательное давление начинает слабеть).

2000, март - группа, клонировавшая Долли, клонирует свинью. Учёные выражают надежды на использование генетически модифицированных свиней в качестве доноров органов для трансплантации.

2002, февраль - японские учёные сообщают, что клонированные ними мыши гибнут в раннем возрасте, а также подвержены ожирению. Они выражают сомнение относительно безопасности клонирования.

2002, февраль - американские специалисты представляют 2-месячного клонированного котёнка, названного СС (от "carbon copy").

2002, май - американский специалист по репродуктивной медицине Панайотис Завос (Panayiotis Zavos) из Лексингтона, Кентукки обещает приступить к клонированию человека позже в этом же году.

2002, ноябрь - итальянский учёный Северино Антинори сообщает, что одна из пациенток, участвующих в его проекте, должна родить клонированного ребёнка (мальчика) в январе 2003. По его словам, клоны вынашивают ещё по крайней мере две женщины.

2002, декабрь - представители компании Clonaid обещают представить миру первого клонированного ребёнка ещё до конца 2002 года.

2002, 27 декабря - Clonaid сообщает о рождении первого клонированного ребёнка (девочки Евы). По их словам, ребёнок, появившийся на свет путём кесарева сечения 26 декабря, при рождении имел вес около 3,1 кг и чувствует себя вполне нормально. В ближайшие недели компания ожидает рождения ещё нескольких детей.

 

 

2. Клонирование животных 

 

Термин "клон" происходит от греческого слова «klon», что означает веточка, побег, отпрыск. Клонированию можно давать много определений, вот некоторые самые распространенные из них, клонирование – популяция клеток или организмов произошедших от общего предка путём бесполого размножения, причём потомок при этом генетически идентичен своему предку.  Собственно процесс клонирования можно разделить на несколько стадий. Сначала у женской особи берется яйцеклетка, из нее микроскопической пипеткой вытягивается ядро. В безъядерную яйцеклетку вводят другую, содержащую ДНК клонируемого организма. С момента слияния нового генетического материала с яйцеклеткой, как ожидается, должен начаться процесс размножения клеток и рост эмбриона. Подобные ожидания основываются, по крайней мере, на двух явных научных мотивациях. Первой является желание выяснить, насколько нетронутым остается генетический материал в процессе развития организма, имеющего характерную судьбу. Вторая мотивация состоит в том, насколько факторы цитоплазмы самой яйцеклетки совместимы с привнесенным в нее для перепрограммирования генетическим материалом – например, имеет ли значение тот факт, что чужие гены и собственные гены митохондрий яйцеклетки различны? Подобных вопросов возникает множество. Обратимся к истории исследований попыток клонирования животных.  Началось все с открытия яйцеклетки в 1883 году немецким цитологом О. Хертвигом, когда было установлено, что, оказывается, в процессе оплодотворения равноправно участвуют мужские и женские клетки. В 40-е годы XX века русский эмбриолог Г.В. Лопашов разработал метод трансплантации ядер в яйцеклетку лягушки и отправил статью в «Журнал общей биологии», однако статья не была выпущена, поскольку именно в это время утвердилось беспредельное господство в биологии малограмотного агронома Трофима Лысенко… А в 50-е годы американские эмбриологи Р. Бриггс и Т. Кинг, которым и достались первые лавры, выполнили сходные опыты по переносу ядра клетки в гигантские икринки африканской шпорцевой лягушки «ксенопус», из которых успешно развились головастики. Затем английский профессор зоологии Дж. Гердон разработал методику, позволяющую трансплантировать в яйцеклетку лягушек различные ядра из специализированных клеток. Именно тогда «в полный голос» заговорили о клонировании млекопитающих и, быть может, человека. Клонирование животных определяется от клонирования амфибий до млекопитающих.  

 

 

2.1. Овечка Долли 

 

В феврале 1997 года человечество было потрясено  известием из шотландского Института  Рослина о рождении и нормальном развитии первого млекопитающего, полученного путем переноса ядра, или, проще говоря, клонирования, – овечки Долли. Пожалуй, это событие произвело эффект, сходный с сообщением об изобретении ядерной бомбы или о возникновении телевидения.  Сначала из молочной железы взрослой овцы была взята клетка и искусственными методами была погашена активность ее генов. Затем клетка была помещена в эмбриональное окружение, называемое ооцитом, чтобы произошла перестройка генетической программы на развитие эмбриона. Тем временем из яйцеклетки другой овцы было «вытянуто» ядро, и после охлаждения цитоплазматической оболочки под действием электрического поля в нее было введено ядро, выделенное из клетки молочной железы первой овцы. Оплодотворенная вышеописанным способом яйцеклетка была помещена в матку третьей овцы – суррогатной матери. И после обычного процесса вынашивания была рождена овечка Долли, которая была полной генетической копией овцы – донора клетки молочной железы.  Слух, распространявшийся с неимоверной скоростью чуть ли не с момента объявления о существовании Долли, заключался в том, что клонированная овца стареет в несколько раз быстрее своих «нормально рожденных» родственников.  Эти данные, как оказалось, во многом соответствуют действительности. Согласно одному из наиболее вероятных объяснений этого феноменально быстрого старения является гипотеза, что оно происходит в силу запрограммированного ограничения количества делений и продолжительности жизни каждой клетки высших организмов. Разговоры о нарушениях репродуктивных способностей у Долли вообще не имеют под собой никаких реальных оснований, поскольку родила своего первенца Бонни на втором году жизни, а еще год спустя – троих здоровых ягнят. 

Овечка Долли прожила 6 лет.

 

 

2. Клонирование 5 поросят

 

 

 В 2000 году британские ученые, клонировавшие овцу Долли, создали этим же методом пять поросят. Специалисты компании PPL Therapeutics провели операцию в американском городе Блэксбург. За основу были взяты клетки взрослой свиньи. Все выведенные поросята – самки, и все они здоровы. Специалисты полагают, что таким образом в будущем можно будет производить свиней, органы которых впоследствии используют для пересадки людям. Ожидается, что первые эксперименты в этой области ученые будет проводить в течение четырех лет.  Достаточно больше перспективы перед нами открывает возможность клонирования, но так же перед нами постают множество споров и разногласий.