Se știe că clonarea a rupt legăturile sci-fi și că laboratoarele din întreaga lume experimentează tehnici de clonare. Dar cum funcționează exact clonarea și de ce nu am auzit mai multe despre asta? Mai exact, de ce nu ne-au depășit încă armatele clone? Iată cum cercetătorii clonează organismele vii și de ce rămâne un proces complicat.
Tipuri de clonare modernă
Caroline Davis2010 | Flickr Caroline Davis2010 | Flickr „Clonare” nu este un cuvânt foarte științific, deci nu este de mirare că există mai multe tehnici diferite pe care le-ați putea numi clonare. Aceasta include clonarea genică obișnuită, în care materialele biologice sunt reproduse - și utilizate pentru tehnici medicale sau chiar satisfacerea cererii de carne roșie - precum și clonarea terapeutică, care implică schimbarea ADN-ului nucleului între ouă pentru un proces de dezvoltare scurtat.
Dar, într-adevăr, stilul de clonare „la ce mă refeream” trebuie să vorbim transferul nuclear al celulei somatice (SCNT). Acesta este tipul de clonare care ia ADN-ul unui exemplar adult și îl reproduce, astfel încât să se creeze un embrion cu același ADN. Este genul de știință care a inspirat furtunii și dinozaurii în filmele noastre preferate și probabil este exact la ce te gândeai. Deci, să vorbim despre modul în care funcționează transferul nuclear al celulelor somatice.
Pasul 1: Extrageți ADN de la un donator
În primul rând, oamenii de știință au nevoie de celule sănătoase și durabile de la un donator - de asemenea, organismul pe care doresc să îl cloneze. Există diferite tipuri de celule în organismul sexual mediu, dar celulele somatice sunt tipul de celulă „neutră” care doar își petrece activitatea cu cele două seturi complete de cromozomi.
Celulele somatice nu pot fi găsite printre celulele roșii din sânge, dar celulele albe din sânge sunt somatice și sunt o sursă comună pentru produsele ADN. Celulele pielii și tamponul tradițional obraz funcționează, dar celulele trebuie să fie sănătoase și nedeteriorate. De aceea, este de obicei impracticabil să încerci să clonezi animale străvechi înghețate sau prinse: celulele lor sunt aproape întotdeauna puternic deteriorate.
Pasul 2: Pregătiți o celulă de ou
Fotografie Tara Brown / Universitatea din Washington Fotografie Tara Brown / Universitatea din Washington În timp ce o parte a echipei de clonare științifică lucrează la extragerea unei cantități abundente de celule somatice de la donator, o altă parte lucrează la pregătirea unei celule de ou viabile. Nu trebuie neapărat să fie o celulă de ou din aceeași specie, dar pentru șanse mai mari de succes, cu cât este mai aproape, cu atât mai bine.
Când oamenii de știință găsesc celulele ovuloase nedeteriorate, extrag cu atenție nucleul celulei. Nucleul este cel care deține setul unic de cromozomi care contribuie la reproducere. Dar pentru clonare, nu vor ADN-ul respectiv - vor o coajă intactă, goală, care poate adăposti un embrion. Deci nucleul și tot ADN-ul său sunt îndepărtate, în timp ce restul oului este păstrat delicat.
Pasul 3: Introduceți materialul celulei somatice
Creative Commons Creative Commons Amintiți-vă, deoarece celulele somatice sunt complete, celulele adulte neutilizate pentru reproducere, au întregul set dublu de cromozomi, deja prezenți și gata de acțiune. Cu toate acestea, oamenii de știință trebuie să introducă acest ADN în celula ouă și să fie pregătiți să crească într-un nou organism. Deci, ei - din nou, foarte atent - îndepărtează nucleul și îl introduc în celula de ou în așteptare, goală.
Scopul este de a le combina din nou într-o singură celulă, ceea ce nu este ușor. Tehnicile actuale de succes folosesc un flux foarte ușor și direcționat de electricitate, astfel încât nucleul și celula de ou se leagă împreună și, sperăm, să fie de acord cu noul lor aranjament de viață.
Pasul 4: convingeți oul că este fertilizat și implantați-l
Acum avem un ou clonat, gata să înceapă să crească! Dar, deși ovulul are două seturi de cromozomi și, în teorie, tot ce are nevoie pentru a se transforma într-o copie a organismului donator, acesta nu a fost de fapt fertilizat - și nu poate fi fertilizat fără a distruge procesul de clonare.
Așadar, oamenii de știință încearcă să convingă oul că este fertilizat și că ar trebui să înceapă să crească. Acesta este un alt domeniu în care există o mulțime de experimentări cu noi tehnici: de obicei, oul este supus unor cocktail-uri chimice concepute pentru a declanșa procesul de creștere, de multe ori în timp ce este zapped cu mai multă energie electrică (uneori știința este într-adevăr ca filmele).
Când celula începe să se împartă, oamenii de știință trec rapid la etapa următoare, păstrând oul în condiții similare procesului reproductiv real. Dacă oul începe să se dezvolte într-un embrion care pare sănătos, în mod obișnuit, acesta implantează embrionul într-un organism feminin viu pentru a gesta. Acest lucru este mai bun pentru ou și mult mai puțin costisitor decât încercarea de a crește un embrion extern într-un laborator.
Pasul 5: Repetați până la viabilitate
Primul plan al embrionilor cercetați Laboratorul Brivanlou / Nature După cum probabil ați observat, există o anumită incertitudine și o muncă delicată implicată în toți pașii anteriori. Chiar și cantități mici de leziuni ale celulelor pot fi dezastruoase și nu există nicio garanție că un ou administrat se va dezvolta corect, fie în interiorul, fie în afara organismului purtător. Cu alte cuvinte, viabilitatea este o problemă majoră. Există o mulțime de încercări eșuate și embrioni care pur și simplu nu se dezvoltă corect (de multe ori se strică când embrionul este doar o mică colecție de celule), deci este nevoie de resurse masive, mult timp și sute de încercări pentru a crea un succes clona. Nasterile vii de succes sunt o raritate.
Chiar și atunci, procesul nu este de obicei bun cu clonele de succes. Ei tind să sufere de durate de viață scurtate și alte probleme rezumate prin ceea ce ați putea numi whiplash ADN. Cu toate acestea, aceste probleme s-au diminuat pe măsură ce tehnologia a avansat.
Unde este Clonarea Astăzi
Juan Gärtner / 123RF Juan Gärtner / 123RF Prima clonare adevărată folosind SCNT a avut loc în 1996 după 276 de încercări: faimoasa oaie Dolly. Acest lucru a fost rapid urmat de viței clonați în Japonia și apoi au fost adăugate pe listă o serie de alte animale, inclusiv pisici, câini, iepuri, șobolani, cai și chiar o maimuță resus.
Cu excepția zvonurilor, nu există dovezi că un om a fost vreodată clonat - primatele sunt în special dificil de clonat, iar oamenii sunt cei mai dificili dintre toți din cauza modului complex în care celulele noastre se divid. Rapoartele despre clone umane au fost fie dezmembrate, fie abandonate din cauza lipsei de dovezi.
Clonarea completă ca aceasta are, de asemenea, o valoare relativ mică pentru comunitatea științifică de până acum. Clonarea genică este mult mai avantajoasă atunci când vine vorba de asistență medicală și profit și este mult mai ușor de realizat. Clonarea adevărată cu SCNT a devenit un rezultat secundar: în prezent, cel mai mult interes în acest proces se concentrează asupra aplicațiilor celulelor stem de la embrioni de succes, dar care rămâne, de asemenea, un proces scump și controversat pentru moment.
