Клонирование как бесполое размножение клеток растений и животных
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 19.09.2024
Создание клонов – давняя мечта научных исследователей, которая была отображена во многочисленных литературных и фильмографических произведениях. С недавних пор данная мечта реализовалось – клонирование животных стало реальностью.
- Что такое клон
- Какие животные были клонированы?
- Методы клонирования
- Зачем нужны клоны?
- Трудности и проблемы при клонировании млекопитающих
- Проблема клонирования человека
Что такое клон
Любой живой организм имеет некоторую программу развития (онтогенеза), которая зашифрована в дезоксирибонуклеиновой кислоте. Дезоксирибонуклеиновая кислота – это полимерное соединение, состоящие из мономеров – нуклеотидов, которые объединены в триплеты. Расположение нуклеотидов и триплетов индивидуальное у каждого живого организма – это является основой индивидуальных отличий одного живого существа от другого, принадлежащих к одному виду, семейству, отряду и так далее.
Клонирование – это биотехнологический процесс, в ходе которого происходит образование группы идентичных организмов (клеток или молекул – в клеточной инженерии), которых имеют одинаковую последовательность триплетов в ДНК. Такие организмы называются клонами.
Какие животные были клонированы?
Идея клонирования животных зародилась в учёных кругах более ста лет назад. Первыми клонированными животными являются представители класса амфибий. Английский эмбриолог Джордж Гёрдон проводил эксперименты по созданию копий лягушек. В данных опытах производилось пересадка ядер кишечника головастиков. В результате эксперимента было доказано, что первичные половые клетки могут сохраниться с пересаженными в них ядрами. Данное исследование встретило колоссальную негативную реакцию со стороны общественности, и работы по проведению клонирования амфибий были прекращены на несколько лет. Позже в начале 1970-ых годов была произведена пересадка ядер из соматической клетки взрослой лягушки в ооциты, из которых позже выросли головастики, а затем и взрослые лягушки.
После успешного клонирования лягушек ученые принялись проводить эксперименты по созданию копий представителей класса млекопитающих. Ходят слухи, что в закрытых лабораториях советским ученым в конце восьмидесятых годов удалось получить несколько клонов домовой мыши. Официально первым млекопитающим, которое было получено путем пересадки ядра из соматической клетки в генеративную, является овца по кличке Долли. Клонирование Долли произошло в результате деятельности шотландской группы исследователей в 1996 году. С тех пор были получены клоны целого ряда млекопитающих:
- мышь;
- морской ёж;
- коза;
- тутовый шелкопряд;
- насекомые (например, дрозофилы);
- корова;
- лошадь;
- свинья.
Методы клонирования
Клонирование живых организмов осуществляется в рамках молекулярной инженерии, поэтому методы клонирования отчасти пересекаются с методами обозначенной науки.
Метод пересадки ядер
Любая живая клетка состоит из двух основных компонентов: ядра и цитоплазмы. Цитоплазма – хранилище органоидов, в котором они осуществляют свою жизнедеятельность. Ядро – это хранилище генетической информации, также с помощью ядра реализуются такие процессы, как наследственность и изменчивость. При реализации метода пересадки ядер происходит банальное встраивание ядра соматической клетки в генеративную, однако данная технология возможна лишь при работе с амфибиями. При пересадке ядер млекопитающих используется иная технология, суть которой заключается в следующем: посредством микропипетки соматическую клетку вводят под оболочку яйцеклетки, затем, используя электрический ток, проводят разряд, в результате которого происходит столкновение двух субстратов и тем самым обе клетки сливаются в единую, которая содержит генетическую информацию соматической клетки (так как ядро яйцеклетки было предварительно разрушено). Далее наступает стадия культивирования, а затем реализуется имплантация имеющегося эмбриона на этапе морулы (2-ой этап эмбрионального развития млекопитающих) в матку животного данного вида. Данная биотехнология является самой передовой, она использовалась при клонировании овечки Долли.
Метод разделения эмбриона на первых стадия дробления
Метод активации неоплодотворенного яйца
Данная технология является одной из первых методик клонирования животных, с её помощью получилось создать клон тутового шелкопряда. Яйцеклетку термически нагревали, не давая произойти первому мейотическому делению, из яйца вылуплялись самки. Позже метод был усовершенствован: под воздействием гамма-излучения, что делало женскую половую клетку не способной к оплодотворению, а проникшее ядро сперматозоида удваивалось, в результате чего появлялись только самцы. Открытие данного метода принадлежит советскому деятелю Астраулову
Зачем нужны клоны?
Клонирование животных – крайне дорогостоящая процедура, однако её проведение имеет теоретический и практический смысл. Во-первых, способность клонировать животных позволяет человеку получить еще больший контроль над природой. Во-вторых, клонирование позволяет понять устройство механизма реализации генетической информации, перенесенной в другой организм, а также подтвердить или опровергнуть гипотезу о накоплении мутаций в ДНК (если гипотеза верна. то клоны должны быть подвержены более быстрому старению). В-третьих, ученые грезят надеждами о том, чтобы сначала воссоздать, а затем клонировать вымершие виды животных, правда, пока что подобное остается лишь в головах исследователей и не имеет практических путей реализации. Клонирование практически применимо для следующих целей:
- спасение вымирающих видов животных (посредством клонирования особей из Красной книги возможно размножение последних в искусственных ареалах обитания с последующим заселением клонов в естественную среду);
- накопление и увеличение количества полезных и породистых особей;
- клонирование человека – принесет возможность разрешить многие вопросы социологии и психологии, а также позволит создавать донорскую базу органов (однако данная цель активно подвергается гонениям со стороны церкви и биоэтических комитетов).
Трудности и проблемы при клонировании млекопитающих
Трудности клонирования заключаются в финансовых затратах на низкоэффективные процедуры. Дело в том, что в эксперименте с овечкой Долли понадобилось 277 попыток для того, чтобы создание клона овцы завершилось успехом. Проблемы клонирования многочисленны, обозначим самые значимые из них:
- Низкая эффективность процедуры (см выше).
- Быстрое старение и появление заболеваний у клонов. Это происходит, скорее всего, в результате накопления мутации в ДНК, которое было использовано донором для получения клона. При рождении копий не отмечалось проблем со здоровьем, однако впоследствии наблюдалось резкое старение, возникновение заболеваний органов и систем, а также ранняя смертность. Данная проблема до сих пор не решена учеными, так как невозможно защитить ДНК от свободнорадикальных мутаций, которые происходят с ней на протяжении жизнедеятельности особи.
- Отличие клонов от оригинала. Несмотря на единую генетическую информацию, отличия между клоном и оригиналом возможны вследствие двух причин:
- разные условия фенотипического развития организма;
- инактивация хромосом во время ранних стадий эмбрионального развития.
Проблема клонирования человека
О клонировании человеческой особи мыслители думали еще в древности. На текущем этапе развития науки это стало возможным (подтверждением данных слов являются эксперименты с клонированием человеческих эмбрионов в Китае). Однако перед учеными встает ряд преград:
Однако абсолютно по-другому картина раскрывается при рассмотрении процедуры клонирования в терапевтических целях, дело в том, что стволовые клетки эмбриона с одинаковой генетической информацией, что и у хозяина, позволят продлить жизнь и омолодить оригинал, а эмбрион просто будет убит. Но данное грамотное использование процедуры создания копий наталкивается на протест со стороны биоэтики, так как многие видные представители последней считают уничтожение эмбриона – убийством.
Клонировали ли человека? На этот вопрос нельзя дать однозначного ответа. С одной стороны, определенно да, так как в последние годы в Китае удалось создать клоны человеческих эмбрионов, с другой стороны, нет четкого понятия в современной общественной науке, с какого момента эмбрион может считать человеком.
О клонировании человека см. Клонирование человека. Для использования в других целях см. Клонирование (значения).
Многие организмы, в том числе осины, воспроизводятся путем клонирования, часто создавая большие группы организмов с одинаковыми ДНК. Один из примеров, изображенных здесь: осина.
Клонирование это процесс получения людей с идентичными или практически идентичными ДНКестественно или искусственно. В природе многие организмы производят клонов через бесполое размножение. Клонирование в биотехнология относится к процессу создания клонов организмов или копий клетки или же ДНК фрагменты (молекулярное клонирование).
Содержание
Естественное клонирование
Клонирование - это естественная форма воспроизводства, которая позволяла формам жизни распространяться на протяжении сотен миллионов лет. Это метод воспроизведения, используемый растения, грибы, и бактерии, а также способ, которым клональные колонии воспроизводятся сами. [4] [5] Примеры этих организмов включают: растения черники, орешник, деревья пандо, [6] [7] то Kentucky Coffeetree, Myrica, а Американская сладкая жвачка.
Молекулярное клонирование
Молекулярное клонирование относится к процессу создания нескольких молекул. Клонирование обычно используется для усиления ДНК фрагменты, содержащие целые гены, но его также можно использовать для амплификации любой последовательности ДНК, такой как промоутеры, некодирующие последовательности и случайно фрагментированная ДНК. Он используется в широком спектре биологических экспериментов и практических приложений, начиная от генетическая дактилоскопия к крупномасштабному производству белка. Иногда термин клонирование ошибочно используется для обозначения идентификации хромосомный расположение гена, связанного с конкретным интересующим фенотипом, например, в позиционное клонирование. На практике локализация гена в хромосоме или геномной области не обязательно позволяет выделить или амплифицировать соответствующую геномную последовательность. Чтобы амплифицировать любую последовательность ДНК в живом организме, эта последовательность должна быть связана с начало репликации, которая представляет собой последовательность ДНК, способную управлять размножением самой себя и любой связанной последовательности. Однако необходим ряд других функций и множество специализированных клонирование векторов (небольшой фрагмент ДНК, в который может быть вставлен чужеродный фрагмент ДНК), которые позволяют производство белка, привязка тегов, одножильный РНК или производство ДНК и множество других инструментов молекулярной биологии.
Клонирование любого фрагмента ДНК по существу включает четыре этапа. [8]
- фрагментация - разрыв цепи ДНК - склеивание кусочков ДНК в желаемой последовательности - вставка новообразованных фрагментов ДНК в клетки
- скрининг / отбор - отбор клеток, которые были успешно трансфицированы новой ДНК
Хотя эти шаги неизменны среди процедур клонирования, можно выбрать ряд альтернативных маршрутов; они представлены в виде стратегия клонирования.
Сначала необходимо выделить интересующую ДНК, чтобы получить сегмент ДНК подходящего размера. Впоследствии используется процедура лигирования, при которой амплифицированный фрагмент вставляется в вектор (кусок ДНК). Вектор (который часто бывает круговым) линеаризуется с помощью рестрикционные ферменты, и инкубировали с представляющим интерес фрагментом в соответствующих условиях с ферментом, называемым ДНК-лигаза. После лигирования вектор с интересующей вставкой трансфицируют в клетки. Доступен ряд альтернативных методов, таких как химическая сенсибилизация клеток, электропорация, оптическая инъекция и биолистика. Наконец, трансфицированные клетки культивируют. Поскольку вышеупомянутые процедуры имеют особенно низкую эффективность, существует необходимость идентифицировать клетки, которые были успешно трансфицированы векторной конструкцией, содержащей желаемую последовательность вставки в требуемой ориентации. Современные векторы клонирования включают выбираемые антибиотик маркеры устойчивости, которые позволяют расти только клеткам, в которые был трансфицирован вектор. Кроме того, векторы клонирования могут содержать маркеры выбора цвета, которые обеспечивают экранирование синего / белого (дополнение альфа-фактора) на X-gal средний. Тем не менее, эти шаги отбора не гарантируют, что вставка ДНК присутствует в полученных клетках. Необходимо дальнейшее исследование полученных колоний, чтобы подтвердить, что клонирование было успешным. Это может быть выполнено с помощью ПЦР, анализ рестрикционных фрагментов и / или Секвенирование ДНК.
Клонирование клеток
Клонирование одноклеточных организмов
Клонирование клетки означает получение популяции клеток из одной клетки. В случае одноклеточных организмов, таких как бактерии и дрожжи, этот процесс чрезвычайно прост и по существу требует только прививка соответствующего носителя. Однако в случае культур клеток многоклеточных организмов клонирование клеток представляет собой сложную задачу, поскольку эти клетки не будут легко расти в стандартных средах.
Полезный метод культивирования тканей, используемый для клонирования отдельных клонов клеточных линий, включает использование клонирующих колец (цилиндров). [9] В этом методе одноклеточная суспензия клеток, подвергшихся воздействию мутагенный агент или наркотик, используемый для вождения отбор высевают при высоком разведении для создания изолированных колоний, каждая из которых происходит из одной и потенциально клональной отдельной клетки. На ранней стадии роста, когда колонии состоят всего из нескольких клеток, стерильные полистирол кольца (кольца клонирования), которые были смочены жиром, помещают на отдельную колонию и небольшое количество трипсин добавлен. Клонированные клетки собирают изнутри кольца и переносят в новый сосуд для дальнейшего роста.
Клонирование стволовых клеток
Терапевтическое клонирование достигается путем создания эмбриональных стволовых клеток в надежде на лечение таких заболеваний, как диабет и болезнь Альцгеймера. Процесс начинается с удаления ядра (содержащего ДНК) из яйцеклетки и вставки ядра из взрослой клетки, которое нужно клонировать. [11] В случае человека с болезнью Альцгеймера ядро клетки кожи этого пациента помещается в пустое яйцо. Перепрограммированная клетка начинает развиваться в эмбрион, потому что яйцеклетка вступает в реакцию с перенесенным ядром. Эмбрион станет генетически идентичным пациенту. [11] Затем эмбрион сформирует бластоцисту, которая может образовать / стать любой клеткой в организме. [12]
Причина, по которой SCNT используется для клонирования, заключается в том, что соматические клетки можно легко получить и культивировать в лаборатории. Этот процесс может добавлять или удалять определенные геномы сельскохозяйственных животных. Ключевой момент, о котором следует помнить, заключается в том, что клонирование достигается, когда ооцит поддерживает свои нормальные функции, и вместо использования геномов сперматозоидов и яйцеклеток для репликации ооцит вставляется в ядро соматической клетки донора. [13] Ооцит будет реагировать на ядро соматической клетки так же, как и на сперматозоиды. [13]
Процесс клонирования конкретного сельскохозяйственного животного с использованием SCNT относительно одинаков для всех животных. Первый шаг - собрать соматические клетки у животного, которое будет клонировано. Соматические клетки можно использовать немедленно или хранить в лаборатории для дальнейшего использования. [13] Самая сложная часть SCNT - это удаление материнской ДНК из ооцита в метафазе II. Как только это будет сделано, соматическое ядро можно вставить в цитоплазму яйца. [13] Это создает одноклеточный эмбрион. Затем сгруппированные соматические клетки и цитоплазма яйца подвергаются электрическому току. [13] Мы надеемся, что эта энергия позволит клонированному эмбриону начать развитие. Затем успешно развившиеся эмбрионы помещают в суррогатных реципиентов, таких как корова или овца в случае сельскохозяйственных животных. [13]
SCNT считается хорошим методом выращивания сельскохозяйственных животных для потребления в пищу. Он успешно клонировал овец, крупный рогатый скот, коз и свиней. Еще одно преимущество заключается в том, что SCNT рассматривается как решение клонирования исчезающих видов, которые находятся на грани исчезновения. [13] Однако нагрузки, оказываемые как на яйцеклетку, так и на внедренное ядро, могут быть огромными, что привело к значительным потерям конечных клеток в ранних исследованиях. Например, клонированная овечка Долли родился после того, как 277 яиц были использованы для SCNT, что дало 29 жизнеспособных эмбрионов. Только три из этих эмбрионов дожили до рождения, и только один дожил до взрослой жизни. [14] Поскольку процедуру нельзя было автоматизировать, ее приходилось выполнять вручную под микроскоп, SCNT был очень ресурсоемким. Биохимия, участвующая в перепрограммировании дифференцированный Ядро соматической клетки и активация яйцеклетки-реципиента также были далеко не изучены. Однако к 2014 году исследователи сообщали об успешности клонирования от семи до восьми из десяти. [15] а в 2016 году корейская компания Sooam Biotech сообщала о производстве 500 клонированных эмбрионов в день. [16]
В SCNT передается не вся генетическая информация донорской клетки, так как донорская клетка митохондрии которые содержат свои собственные митохондриальная ДНК остались позади. Полученные гибридные клетки сохраняют те митохондриальные структуры, которые изначально принадлежали яйцеклетке. Как следствие, клоны, такие как Dolly, рожденные из SCNT, не являются идеальными копиями донора ядра.
Клонирование организмов
Клонирование организмов (также называемое репродуктивным клонированием) относится к процедуре создания нового многоклеточного организма, генетически идентичного другому. По сути, эта форма клонирования является бесполым методом размножения, при котором не происходит оплодотворения или межгаметного контакта. Бесполое размножение - это естественное явление у многих видов, включая большинство растений и некоторых насекомых. Ученые добились серьезных успехов в клонировании, включая бесполое размножение овец и коров. По поводу того, следует ли использовать клонирование, ведется много этических споров. Однако клонирование или бесполое размножение [17] это обычная практика в садоводстве на протяжении сотен лет.
Садоводство
Период, термин клон используется в садоводстве для обозначения потомков одного растения, которые были произведены вегетативное размножение или же апомиксис. Многие садовые растения сорта являются клонами, произошедшими от одного человека, размноженными каким-либо процессом, отличным от полового размножения. [18] Например, некоторые европейские сорта виноград представляют собой клоны, которые размножаются более двух тысячелетий. Другие примеры: картофель и банан. [19]
Прививка можно рассматривать как клонирование, поскольку все побеги и ветви, полученные от прививки, генетически являются клоном одной особи, но этот конкретный вид клонирования не подпадал под этичный проверка и обычно рассматривается как совершенно другой вид операции.
Много деревья, кусты, лозы, папоротники и другие травянистые многолетники форма клональные колонии естественно. Части отдельного растения могут отделяться фрагментация и растут, чтобы стать отдельными клонами. Типичным примером является вегетативное размножение клонов гаметофитов мха и печеночника с помощью геммы. Некоторые сосудистые растения, например одуванчик и некоторые живородящий травы также образуют семена бесполым путем, называемый апомиксис, в результате чего образуются клональные популяции генетически идентичных особей.
Партеногенез
Клональное происхождение существует в природе у некоторых видов животных и называется партеногенез (размножение организма само по себе без партнера). Это бесполая форма размножения, которая встречается только у самок некоторых насекомых, ракообразных, нематод, [20] рыба (например, Акула-молот [21] ) и ящерицы, в том числе Дракон Комодо [21] и несколько хлыстики. Рост и развитие происходит без оплодотворения самцом. У растений партеногенез означает развитие эмбриона из неоплодотворенной яйцеклетки и является составным процессом апомиксиса. У видов, которые используют Система определения пола XY, потомство всегда будет женским. Примером может служить маленький огненный муравей (Wasmannia auropunctata), который является родным для Центральная и Южная Америка но распространился во многих тропических средах.
Искусственное клонирование организмов
Искусственное клонирование организмов также можно назвать репродуктивное клонирование.
Первые шаги
Ганс Спеманн, а Немецкий эмбриолог был награжден Нобелевская премия по физиологии и медицине в 1935 году за открытие эффекта, теперь известного как эмбриональная индукция, осуществляемого различными частями эмбриона, который направляет развитие групп клеток в определенные ткани и органы. В 1924 году он и его ученик, Хильде Мангольд, первыми исполнили перенос ядра соматической клетки с помощью амфибия эмбрионы - один из первых шагов к клонированию. [22]
Методы
В репродуктивном клонировании обычно используется "перенос ядра соматической клетки"(SCNT) для создания генетически идентичных животных. Этот процесс влечет за собой перенос ядра от взрослой клетки-донора (соматической клетки) в яйцеклетку, из которой было удалено ядро, или в клетку из бластоциста из которого было удалено ядро. [23] Если яйцеклетка начинает нормально делиться, она переносится в матку суррогатной матери. Такие клоны не являются строго идентичными, поскольку соматические клетки могут содержать мутации в своей ядерной ДНК. Кроме того, митохондрии в цитоплазма также содержит ДНК, и во время SCNT эта митохондриальная ДНК полностью происходит из цитоплазматической донорской яйцеклетки, таким образом, митохондриальный геном не совпадает с геномом клетки-донора ядра, из которой он был получен. Это может иметь важные последствия для межвидового переноса ядер, при котором несовместимость ядер и митохондрий может привести к смерти.
Искусственный расщепление эмбриона или же двойникование эмбрионаметод, позволяющий создавать монозиготных близнецов из одного эмбриона, не рассматривается так же, как другие методы клонирования. Во время этой процедуры донор эмбрион разделен на два разных эмбриона, которые затем могут быть перенесены через перенос эмбриона. Он оптимально выполняется на стадии от 6 до 8 клеток, где его можно использовать как расширение ЭКО для увеличения количества доступных эмбрионов. [24] Если оба эмбриона успешны, это дает начало монозиготные (однояйцевые) близнецы.
Клон – это точная генетическая копия живого организма.
В природе клоны широко распространены. Это, конечно же, потомки бесполого размножения. Так как полового процесса не происходит, не изменяется генотип. Поэтому дочерний организм является точной генетической копией предыдущего.
Клоны так же создаются с участием человека. Зачем это делается? Представьте, ведется многолетняя работа по отбору и гибридизации растений, из всех полученных гидридов, у одного очень удачная комбинация генов (например, сочные плоды больших размеров). Как размножить это растение? Если проводить скрещивание, то произойдет рекомбинация генов. Поэтому проводят вегетативное размножение.
Многие культурные сорта являются клонами изначально полученного растения. (Фиалки, например, размножают листьями). Можно даже получить клон растения всего из одной клетки.
- сначала выращивается культура клеток,
- потом воздействуют нужными гормонами для дифференцировки тканей, и
- воссоздается новый организм.
С помощью этого метода можно будет получать больше урожая, чем через стандартное разведение. Возможно, в будущем мы будем получать растительные продукты не с полей, а из пробирок.
Огромные площади земли заменит лаборатория. А колхозники останутся без работы.
Но как создавать клоны организмов, неспособных к бесполому размножению (позвоночных к примеру)?
Это возможно. Такое явление встречается даже в природе. Это – монозиготные близнецы.
Из одной зиготы развивается не один организм, при том эти организмы являются генетическими копиями друг друга (так как развились из одной зиготы).
Такое явление позволило возникнуть близнецовому методу (благодаря ему, изучается влияние наследственности и среды на признаки).
Появилась идея искусственного клонирования организмов.
В теории она проста: если из зиготы удалить собственное ядро, и поместить ядро из соматической клетки, то разовьется организм – точная генетическая копия, клон донора соматической клетки.
Практически осуществить это получилось не сразу.
В 60-е года были проведены опыты по клонированию амфибий. Из икринок лягушек вытаскивали ядра и засовывали ядра, взятые из соматических клеток (метод такой пересадки ядер, между прочим, был разработан у нас в СССР в 1940 году ученым Г.В. Лопашовым). Получились клоны лягушки. С амфибиями проще, у них оплодотворение и эмбриональное развитие происходит во внешней среде.
Икру то они не метят. В 1996 году группа британских ученых (это не фигура речи, они действительно из Британии) под руководством Иэна Уилмута сделала огромное достижение в области биологии. Они, с помощью метода пересадки ядра, клонировали овцу.
Из клетки ткани вымени уже умершей к моменту эксперименту овцы (организма-прототипа) взяли ядро. Из другой овцы взяли яйцеклетку и, предварительно удалив ее собственное ядро, трансплантировали ядро из клеток овцы-прототипа. Полученную уже диплоидную клетку (диплоидную, так как ядро взято из соматической клетки) поместили в другую овцу, которая стала суррогатной матерью. Полученного ягненка назвали Долли.
Она была генетической копией овцы-прототипа.
Но Долли не была первым в истории клоном млекопитающего. И до нее проводились удачные эксперименты. В чем новшество? В том, что ранее брались либо эмбриональные, либо стволовые клетки для донорства ядер. В случае с Долли были взяты уже дифференцированные клетки взрослого организма (клетки вымени). Овечка Долли прожила достойную жизнь, несколько раз становилась мамой. Рожала совершенно здоровых ягнят. Долли ничем не отличалась от других овец, только тем, что она являлась клоном. К концу жизни Долли заболела артритом. Ее усыпили. Болезнь эта никаким образом не связана с клонированием: ей болеют и обычные овцы.
Эксперимент с Долли продемонстрировал возможность и безопасность клонирования млекопитающих.
Какова практическая значимость клонирования? Оно позволяет решить некоторые проблемы:
- можно увеличить численность вымирающих животных — спасти от вымирания популяции, которые сами уже не могут поддерживать свою численность и, по сути, обречены;
- клонирование дает возможность в прямом смысле воскресить вымершие виды, если сохранились образцы ядер клеток этих организмов (вспомните Парк Юрского периода);
- не обязательно выращивать целиком новый организм. Можно выращивать отдельно органы и заменять ими поврежденные. У человека отказала почка. Взяли у него одну клетку – вырастили новую. И отторгаться она не будет , так как не содержит чужеродных белков: все свое.
В теории все прекрасно, на практике возникают некоторые проблемы.
Еще одна проблема скрыта в ядре. В процессе дифференциации клеток происходит и дифференциация ядер этих клеток: некоторые гены отключаются, некоторые активируются. То есть в ядре, взятом для пересадки в яйцеклетку, могут быть отключены некоторые гены, которые необходимы для нормального развития зародыша. Понятно, что в этом случае нормального развития не получится.
Есть проблема этическая — клонирование человека. Сути ее я не понимаю, лично мне она кажется надуманной. Поэтому комментировать ее не буду.
На клонирование организмов возлагаются огромные надежды. В этом методе видят излечение болезней. Область открыта для исследований: еще многое нужно изучить.
главное отличие между клоном и бесполым размножением является то, что клон - это группа генетически идентичных групп организмов, тогда как бесполое размножение является методом, ответственным за выработку генетически идентичных особей или клеток. Кроме того, клонирование является методом, ответственным за естественное производство клонов.
Клонирование и бесполое размножение - это две взаимосвязанные вещи для производства генетически идентичных особей или клеток. Митоз - это метод деления клеток, участвующий в обоих механизмах.
Ключевые области покрыты
1. Что такое клон
- Определение, типы, значение
2. Что такое бесполое размножение
- Определение, типы, значение
3. Каковы сходства между клоном и бесполым размножением
- Краткое описание общих черт
4. В чем разница между клоном и бесполым размножением
- Сравнение основных различий
Основные условия
Бесполое размножение, Клеточная культура, Клон, Деление, Генетически идентичный, Потомство, Вегетативное размножение
Что такое клон
Клон - это группа организмов или клеток, которые являются генетически идентичными, продуцируемыми в основном с помощью технологий культивирования клеток. Клонирование - это метод, который производит клон. Главной особенностью клонирования является наличие точного генетического состава в клоне. Кроме того, молекулярное клонирование - это метод клонирования молекул, таких как ДНК. Клонирование клеток - это еще один метод, связанный с клонированием одноклеточных организмов или клеток многоклеточного организма, таких как стволовые клетки, с помощью методов культивирования клеток. Здесь клонирование одноклеточных организмов, таких как бактерии, является жизненно важным приложением, поскольку оно может продуцировать ряд побочных продуктов, включая ферменты, гормоны, фармацевтические препараты и т. Д. Напротив, клонирование стволовых клеток важно для получения клеток как для терапевтических, так и для исследовательских целей. ,
Рисунок 1: Банановый клон
Другой формой клонирования является клонирование организма, которое производит многоклеточный организм с точной генетической структурой родительского организма. Это делается с помощью бесполого размножения. В садоводстве клонирование организма осуществляется посредством вегетативного размножения с использованием таких методов, как прививка. Апомиксис и фрагментация являются естественными методами клонирования организма. Клонирование организма также известно как репродуктивное клонирование.
Что такое бесполое размножение
Бесполое размножение - это форма размножения, при которой потомство возникает от одного родителя. Следовательно, генетический состав потомства и родительского организма идентичен. Тем не менее, бесполое размножение не подвергается слиянию гамет, как при половом размножении. Это основная форма метода размножения у многоклеточных организмов, включая растения и грибы, и у одноклеточных организмов, включая бактерии и археи.
Рисунок 2: Бесполое размножение - Plantlets
Кроме того, бинарное деление является основным методом бесполого размножения у бактерий. Он отвечает за производство двух дочерних бактерий из одной бактерии. Множественное деление является еще одним методом, который производит несколько ядер путем деления митозом. Многие протисты, в том числе водоросли, подвергаются множественному делению. Кроме того, почкование является основным методом бесполого размножения у дрожжей, в результате чего появляются дочь и материнская клетка. Кроме того, растения подвергаются ряду вегетативных методов размножения, включая производство корневищ, клубней, случайных побегов и т. Д. Кроме того, некоторые организмы, такие как грибы, образуют споры в качестве метода бесполого размножения. С другой стороны, некоторые из примитивных животных, такие как кольчатые черви, полихеты, олигохеты и морские звезды, подвергаются фрагментации в качестве своего метода бесполого размножения, развивая новый организм из фрагмента родительского организма. Агамогенез также является механизмом бесполого размножения, которое происходит без вовлечения мужских гамет. Партеногенез и апомиксис являются двумя методами агамогенеза.
Сходство между клоном и бесполым размножением
- Клонирование и бесполое размножение являются двумя методами получения генетически идентичных индивидуумов или клеток.
- Оба метода являются однопользовательскими и включают одного родителя.
- Кроме того, митоз является типом клеточного деления, вовлеченного в оба типа механизмов.
- Кроме того, в обоих методах можно получить большое количество генетически идентичных особей.
Разница между клоном и бесполым размножением
Определение
Клон относится к организму или клетке, или группе организмов или клеток, произведенных бесполым путем от одного предка или запаса, которому они генетически идентичны. Бесполое размножение относится к типу размножения, при котором потомство происходит из одного организма и наследует гены только этого родителя; он не включает слияние гамет и почти никогда не меняет количество хромосом. Таким образом, в этом заключается основное различие между клоном и бесполым размножением.
Значимость
Клон является генетически и морфологически идентичной группой организмов, в то время как бесполое размножение является методом получения генетически идентичного потомства.
Природа метода
Еще одно различие между клоном и бесполым размножением состоит в том, что клон - это искусственный метод, осуществляемый с помощью методов культивирования клеток, тогда как бесполое размножение является естественным методом получения клонов.
Молекулярное клонирование, клонирование клеток и клонирование организма представляют собой три типа клонирования, в то время как деление, расщепление, фрагментация, вегетативное размножение, образование спор и агамогенез являются типами бесполого размножения. Следовательно, это еще одно различие между клоном и бесполым размножением.
Заключение
Клон - это большая группа генетически идентичных индивидуумов, полученных с помощью методов культивирования клеток внутри лаборатории. Для сравнения, бесполое размножение является естественным методом получения генетически идентичного потомства для одного родительского организма. Растения, грибы и другие первобытные организмы в основном используют бесполое размножение, чтобы произвести потомство. Следовательно, основное различие между клонированием и бесполым размножением заключается в механизме и природе, благодаря которой получается генетически идентичное потомство.
Рекомендации:
Читайте также: