¿Qué es la clonación?
Clon" es una transliteración del inglés "clone" y tiene tres niveles diferentes de significado en el campo de la biología.
1. A nivel molecular, clonación generalmente se refiere a la clonación de ADN. (También llamada clonación molecular), significa insertar un fragmento de ADN específico en un vector (como un plásmido y un virus, etc.) mediante tecnología de ADN recombinante y luego replicarlo en la célula huésped para obtener una gran cantidad de fragmentos de ADN idénticos. "Población".
2. A nivel celular, un clon es esencialmente una población de células formada por la división de una sola célula ancestral, por ejemplo, un grupo de células con el mismo trasfondo genético formado por células en división. en medio de cultivo in vitro durante varias generaciones es un clon celular. Por otro ejemplo, en los vertebrados, cuando sustancias extrañas (como bacterias o virus) invaden, se producen anticuerpos de reconocimiento específicos a través de reacciones inmunes. de una célula B se divide un anticuerpo específico. Esta población de células plasmáticas también es un clon celular. La clonación celular es una forma de reproducción de bajo nivel: la reproducción, es decir, sin unión sexual, la descendencia y el padre tienen la misma. misma genética. Cuanto menor sea el nivel de evolución biológica, más probabilidades habrá de adoptar este método de reproducción.
3. A nivel individual, clonación significa un grupo de dos o más individuos con genotipos idénticos. Por ejemplo, ¡dos gemelos idénticos son un clon! Debido a que provienen del mismo óvulo, su origen genético es exactamente el mismo. ¡No se puede decir que "Dolly" sea un clon! si esos embriólogos británicos pueden trasplantar dos o más núcleos idénticos en dos o más óvulos enucleados idénticos, se obtendrá un clon. La palabra clon sólo puede usarse para describir dos o más "Dolly" con el mismo trasfondo genético. En el sensacional artículo publicado en Nature en febrero de 1997, el autor no se refirió a "Dolly Said to be a clon".
Además, clonar también se puede utilizar como verbo, lo que significa proceso. de obtener el ADN antes mencionado, células o grupos individuales
2. Tecnología de clonación
1. El proceso básico se muestra en la figura siguiente (no a escala)
Como puede ver, obtenemos que el ADN se puede utilizar en muchos aspectos de la investigación biológica, incluido el análisis y procesamiento de secuencias de bases de ADN específicas. , y la producción masiva de proteínas valiosas en la industria biotecnológica
2 Clonación
(1) Clonación de individuos de plantas
En la década de 1950, los botánicos utilizaban. utilizaron zanahorias como materiales modelo para estudiar si se perdía material genético en células vegetales diferenciadas. Se sorprendieron al descubrir que a partir de una sola célula de zanahoria altamente diferenciada se podía desarrollar una planta completa. ¡A partir de esto, creyeron que las células vegetales son totipotentes! El trasfondo genético de la población de zanahorias desarrollada a partir de más de dos células somáticas en una zanahoria es exactamente el mismo, por lo que es un clon. ¡Este proceso de clonación de plantas es un proceso de reproducción asexual completo!
(2) Clonación de animales individuales
① El nacimiento de “Dolly”
1997 En febrero El 27 de enero, el equipo de investigación científica de Ian Wilmot en el Instituto Roslin de Edimburgo, Reino Unido, anunció al mundo que había nacido la primera oveja clonada del mundo, "Dolly". Esta noticia inmediatamente causó sensación en todo el mundo.
La creación de "Dolly" está relacionada con tres ovejas. Una es una oveja finlandesa de Dorset que está preñada de tres meses y las otras dos son ovejas escocesas de cara negra. La oveja finlandesa Dorset proporcionó el conjunto completo de información genética, es decir, el núcleo (llamado donante); una oveja escocesa Blackface proporcionó el óvulo sin núcleo y otra oveja escocesa Blackface proporcionó el desarrollo del embrión de oveja. - el útero, es la madre "biológica" de la oveja "Dolly".
Todo el proceso de clonación se describe brevemente de la siguiente manera:
Se extrajeron células de glándulas mamarias de oveja Dorset en Finlandia y se colocaron en un medio de cultivo nutritivo de baja concentración. Las células dejaron de dividirse gradualmente. La célula se llama Es una célula donante; a una oveja escocesa de cara negra se le inyecta gonadotropina para provocar que ovule, se extrae el óvulo no fertilizado y se extrae inmediatamente su núcleo, dejando un óvulo sin núcleo. se llama células receptoras; se utiliza el método del pulso eléctrico para fusionar la célula donante y la célula receptora, y finalmente se forma una célula fusionada. Dado que el pulso eléctrico también puede producir una serie de reacciones similares al proceso de fertilización natural. la célula fusionada también puede comportarse como un óvulo fertilizado. Las células se dividen y diferencian de la misma manera para formar células embrionarias; las células embrionarias se transfieren al útero de otra oveja escocesa de cara negra, y las células embrionarias se diferencian y desarrollan aún más. formando finalmente un cordero. Los corderos Dolly nacen exactamente con la misma apariencia que las ovejas Dorset.
Un año después, otro grupo de científicos informó que se habían obtenido más de 20 células trasplantando los núcleos de células del cúmulo de ratón (células altamente diferenciadas que rodean la periferia de los ovocitos) en ovocitos a los que sólo se les había extraído el núcleo por completo. ratones desarrollados. Si sólo hay una "Dolly" y no basta con que la llamen oveja clonada, estos ratones son verdaderamente ratones clonados.
② El proceso básico de clonación de ratones mediante transferencia nuclear
En este experimento, las células del cúmulo se obtuvieron mediante el siguiente proceso: mediante varias inyecciones consecutivas de gonadotropina coriónica, induciendo a ratones hembra a convertirse en Estado de alta producción de huevos. Luego se recogieron complejos de células del cúmulo y ovocitos de los oviductos de ratones hembra. Las células del cúmulo se dispersaron mediante tratamiento con ácido hialurónico. Seleccione células del cúmulo con un diámetro de 10 a 12 micrones como donante de núcleo (experimentos anteriores han demostrado que si se utilizan los núcleos de las células del cúmulo con diámetros más pequeños o más grandes, los ovocitos que se han sometido a un trasplante nuclear rara vez se desarrollarán hasta llegar a las 8 células). escenario. ). Las células del cúmulo seleccionadas se mantuvieron en un determinado entorno de solución y los núcleos se trasplantaron en 3 horas (a diferencia de esto, las células mamarias utilizadas como donantes de núcleos al obtener "Dolly" se pasaron primero en el medio de cultivo durante 3 horas. -6 veces )
Se recolectaron ovocitos (generalmente en metafase meiótica II) de ratones hembra de diferentes especies mediante métodos similares a los descritos anteriormente. Utilice con cuidado un tubo delgado con un diámetro de aproximadamente 7 micrones para extraer el núcleo del ovocito bajo un microscopio y trate de no extraer el citoplasma. También retire con cuidado el núcleo de las células del cúmulo y elimine la mayor cantidad de citoplasma posible (moviendo el núcleo extraído hacia adelante y hacia atrás en el tubo de vidrio varias veces para eliminar una pequeña cantidad de citoplasma). Inyectar directamente en el ovocito al que se le ha extraído el núcleo dentro de los 5 minutos posteriores a la extracción del núcleo. Los ovocitos que han sufrido una transferencia nuclear se colocan primero en una solución especial durante 1 a 6 horas y luego se añaden iones de estroncio divalentes (Sr2+) y citostatina B. El primero activa el ovocito y el segundo inhibe la formación de cuerpos polares y la eliminación de cromosomas. Luego, los ovocitos tratados se extraen y se colocan en una solución especial sin estroncio ni citostatina B para provocar la división celular y formar embriones.
Se implantaron embriones de diferentes estadios (desde el estadio de 2 células hasta el estadio de blastocisto) en las trompas de Falopio o en el útero de ratones hembra pseudopreñadas que se habían apareado con ratones macho ligados hace unos días. Los fetos de ratones completamente desarrollados se extirpan quirúrgicamente después de aproximadamente 19 días.
En la actualidad, los animales clonados mediante transferencia nuclear de células embrionarias incluyen ratones, conejos, cabras, ovejas, cerdos, vacas y monos. En China, además de los monos, se clonan otros animales y también se pueden clonar cabras mediante transferencia nuclear continua. Esta tecnología va más allá de la tecnología de segmentación de embriones y permitirá clonar más animales. Porque cuantas más veces se divide el embrión, menos células comparte cada uno y peor es la capacidad del individuo para desarrollarse. Sólo hay un animal clonado mediante transferencia nuclear de células somáticas y es la oveja Dolly.
3. El evangelio de la tecnología de clonación
1. Tecnología de clonación y mejoramiento genético
En la agricultura, la gente ha utilizado la tecnología de "clonación" para cultivar una gran cantidad de variedades de alta calidad y alto rendimiento que son resistentes a la sequía, el acame y las plagas y enfermedades, que ha aumentado considerablemente el rendimiento de los cereales. En este sentido, nuestro país ha entrado a la vanguardia de los países más avanzados del mundo.
2. Tecnología de clonación y protección de organismos en peligro
La tecnología de clonación es una gran ayuda para la protección de especies, especialmente las especies raras y en peligro de extinción, y tiene grandes perspectivas de aplicación. Desde una perspectiva biológica, este es también uno de los aspectos más valiosos de la tecnología de clonación.
3. Medicina y tecnología de clonación
En los tiempos modernos, los médicos pueden realizar operaciones de trasplante en casi todos los órganos y tejidos humanos. Pero en términos de ciencia y tecnología, el rechazo en el trasplante de órganos sigue siendo lo más problemático. El motivo del rechazo es la mala compatibilidad de los tejidos debido a una falta de coincidencia de tejidos. Si los órganos de un "humano clonado" se entregan a un "humano original" para su trasplante, no habrá ninguna preocupación por el rechazo, porque los genes y tejidos de ambos son compatibles. La pregunta es: ¿es humano utilizar "clones humanos" como donantes de órganos? ¿Es legal? ¿Tiene sentido financiero?
La tecnología de clonación también se puede utilizar para reproducir genes valiosos en grandes cantidades. Por ejemplo, en medicina, la gente usa tecnología de "clonación" para producir insulina para tratar la diabetes y hormona del crecimiento para hacer que los pacientes con enanismo vuelvan a crecer. Y estreptozolina, que puede resistir diversas infecciones virales, etc.
La tecnología de clonación es tecnología de reproducción asexual. La reproducción sexual normal consiste en el apareamiento de machos y hembras, los espermatozoides y los óvulos se combinan para convertirse en embriones y se producen nuevos individuos después del embarazo. La tecnología de clonación no requiere el apareamiento de un macho y una hembra, ni la combinación de espermatozoides y óvulos. Sólo necesita extraer una sola célula de un animal, cultivarla artificialmente hasta convertirla en un embrión y luego implantar el embrión en la hembra para dar a luz. un nuevo bebé. Este tipo de animal clonado cultivado a partir de células individuales tiene exactamente las mismas características que el donante unicelular y es una "réplica" del donante unicelular. Científicos de Inglaterra, Reino Unido y científicos de Oregón, Estados Unidos, han cultivado sucesivamente "ovejas clonadas" y "monos clonados". El éxito de la tecnología de clonación ha sido calificado como "un acontecimiento histórico y una iniciativa científica". Algunas personas incluso creen que la tecnología de la clonación puede compararse con la aparición de la bomba atómica.
La tecnología de clonación se puede utilizar para producir "clones humanos" y "replicar" humanos, lo que ha atraído una atención generalizada en todo el mundo. Para los seres humanos, ¿la tecnología de la clonación es triste o feliz, un desastre o una bendición? La dialéctica materialista cree que todo en el mundo es una unidad de contradicciones, dividida en dos. Lo mismo ocurre con la tecnología de clonación. Si la tecnología de la clonación se utiliza para "copiar" a maníacos de la guerra como Hitler, ¿qué aportará a la sociedad humana? Incluso si se utiliza para "copiar" a la gente corriente, provocará una serie de cuestiones éticas y morales. Si la tecnología de la clonación se aplica a la producción ganadera, se producirán cambios fundamentales en el cultivo y la reproducción de razas ganaderas excelentes. Si la tecnología de clonación se utiliza en la investigación de terapia genética, es muy probable que se supere el cáncer, el SIDA y otras enfermedades persistentes que amenazan la vida y la salud humanas. La tecnología de clonación es como la tecnología de energía atómica: un arma de doble filo con empuñadura en manos humanas. La humanidad debe tomar medidas conjuntas para evitar el surgimiento de la "clonación humana" y hacer que la tecnología de la clonación beneficie a la sociedad humana.
Clon hace referencia a un grupo de organismos genéticamente homogéneo producido mediante reproducción asexual, es decir, un grupo de células u organismos individuales con exactamente la misma composición genética. Clon significa "pequeña ramita y hoja" en griego y se utiliza para referirse a la proliferación asexual. Ahora se refiere a la proliferación asexual a diferentes niveles como individuos, células, genes, etc. (1) Nivel individual: en la proliferación asexual de plantas, los grupos individuales, como los brotes y esquejes de plantas que crecen a partir del mismo individuo mediante reproducción asexual, se consideran clones. Utilizando métodos de cultivo de tejidos, las células vegetales se pueden cultivar y desarrollar en individuos completos (callos). El grupo de individuos con el mismo genotipo obtenido mediante este método también se denomina clon en la proliferación asexual de animales, un ejemplo típico es el; Método experimental de transferencia nuclear para trasplantar el núcleo de células diferenciadas a un óvulo de rana previamente enucleado, permitiéndole desarrollarse y obtener una rana clonada. Los animales clonados tienen propiedades genéticas uniformes y son materiales experimentales importantes para estudiar los efectos de las condiciones ambientales en el desarrollo y la diferenciación y en la detección de fármacos. En los mamíferos, el grado de heterogeneidad nuclear aumenta debido a la diferenciación celular, por lo que no existen ejemplos exitosos de trasplante nuclear. (2) Nivel celular: un grupo de células generadas a partir de una célula mediante mitosis se denomina clon. Sin embargo, si las células cultivadas se transforman, es fácil que se produzcan mutaciones cromosómicas. (3) Nivel genético: utilizando la tecnología de recombinación genética para combinar genes específicos con vectores y multiplicarlos en huéspedes como bacterias, es posible obtener un grupo de genes uniforme. Los genes clonados se han utilizado en investigaciones básicas sobre la relación entre la función de los genes y la estructura fina y en la producción de sustancias útiles.
En los tres niveles anteriores, la proliferación y separación para obtener un único grupo de clones se denomina clonación. En este momento, la palabra clonar también puede entenderse como un verbo. La clonación es una parte central de la tecnología del ADN recombinante.
De hecho, la tecnología de clonación se utiliza ahora para reproducir nutricionalmente cepas puras de microorganismos como virus y plantas, asegurando así la continuidad precisa de los genomas de estos organismos. El término clonación ahora incluye también el aislamiento y la preservación de elementos genéticos autónomos individuales. La clonación de organismos celulares sólo requiere medios nutritivos, mientras que la clonación de genes requiere un determinado replicón de vector, células huésped específicas y medios nutritivos. La tecnología de clonación de varios tipos de organismos juega un papel importante en la bioingeniería.
Clon" es una transliteración del inglés "clone" y tiene tres niveles diferentes de significado en el campo de la biología.
1. A nivel molecular, clonación generalmente se refiere a la clonación de ADN. (También llamada clonación molecular), significa insertar un fragmento de ADN específico en un vector (como un plásmido y un virus, etc.) mediante tecnología de ADN recombinante y luego replicarlo en la célula huésped para obtener una gran cantidad de fragmentos de ADN idénticos. "Población".
2. A nivel celular, un clon es esencialmente una población de células formada por la división de una única célula ancestral, p.e. un grupo de células con el mismo trasfondo genético formado por células en división. en medio de cultivo in vitro durante varias generaciones es un clon celular. Por otro ejemplo, en los vertebrados, cuando sustancias extrañas (como bacterias o virus) invaden, se producen anticuerpos de reconocimiento específicos a través de reacciones inmunes. de una célula B se divide un anticuerpo específico. Esta población de células plasmáticas también es un clon celular. La clonación celular es una forma de reproducción de bajo nivel: la reproducción, es decir, sin unión sexual, la descendencia y el padre tienen la misma. misma genética. Cuanto menor sea el nivel de evolución biológica, más probabilidades habrá de adoptar este método de reproducción.
3. A nivel individual, clonación significa un grupo de dos o más individuos con genotipos idénticos. Por ejemplo, ¡dos gemelos idénticos son un clon! Debido a que provienen del mismo óvulo, su origen genético es exactamente el mismo. ¡No se puede decir que "Dolly" sea un clon! si esos embriólogos británicos pueden trasplantar dos o más núcleos idénticos en dos o más óvulos enucleados idénticos, se obtendrá un clon. La palabra clon sólo puede usarse para describir dos o más "Dolly" con el mismo trasfondo genético. En el sensacional artículo publicado en Nature en febrero de 1997, el autor no se refirió a "Dolly Said to be a clon".
Además, clonar también se puede utilizar como verbo, lo que significa proceso. de obtener el ADN antes mencionado, células o grupos individuales
2. Tecnología de clonación
1. El proceso básico se muestra en la figura siguiente (no a escala)
Como puede ver, obtenemos que el ADN se puede utilizar en muchos aspectos de la investigación biológica, incluido el análisis y procesamiento de secuencias de bases de ADN específicas. , y la producción masiva de proteínas valiosas en la industria biotecnológica
2 Clonación
(1) Clonación de individuos vegetales
En la década de 1950, los botánicos utilizaban. utilizaron zanahorias como materiales modelo para estudiar si se perdía material genético en células vegetales diferenciadas. Se sorprendieron al descubrir que a partir de una sola célula de zanahoria altamente diferenciada se podía desarrollar una planta completa. ¡A partir de esto, creyeron que las células vegetales son totipotentes! El trasfondo genético de la población de zanahorias desarrollada a partir de más de dos células somáticas en una zanahoria es exactamente el mismo, por lo que es un clon. ¡Este proceso de clonación de plantas es un proceso de reproducción asexual completo!
(2) Clonación de animales individuales
① El nacimiento de “Dolly”
1997 En febrero El 27 de enero, el equipo de investigación científica de Ian Wilmot en el Instituto Roslin de Edimburgo, Reino Unido, anunció al mundo que había nacido la primera oveja clonada del mundo, "Dolly". Esta noticia inmediatamente causó sensación en todo el mundo.
La creación de "Dolly" está relacionada con tres ovejas. Una es una oveja finlandesa Dorset de tres meses y las dos son ovejas escocesas de cara negra.
La oveja finlandesa Dorset proporcionó el conjunto completo de información genética, es decir, el núcleo (llamado donante); una oveja escocesa Blackface proporcionó el óvulo sin núcleo y otra oveja escocesa Blackface proporcionó el desarrollo del embrión de oveja. - el útero, es la madre "biológica" de la oveja "Dolly". Todo el proceso de clonación se describe brevemente de la siguiente manera:
Se extrajeron células de glándulas mamarias de oveja Dorset en Finlandia y se colocaron en un medio de cultivo nutritivo de baja concentración. Las células dejaron de dividirse gradualmente. La célula se llama Es una célula donante; a una oveja escocesa de cara negra se le inyecta gonadotropina para provocar que ovule, se extrae el óvulo no fertilizado y se extrae inmediatamente su núcleo, dejando un óvulo sin núcleo. se llama células receptoras; se utiliza el método del pulso eléctrico para fusionar la célula donante y la célula receptora, y finalmente se forma una célula fusionada. Dado que el pulso eléctrico también puede producir una serie de reacciones similares al proceso de fertilización natural. la célula fusionada también puede comportarse como un óvulo fertilizado. Las células se dividen y diferencian de la misma manera para formar células embrionarias; las células embrionarias se transfieren al útero de otra oveja escocesa de cara negra, y las células embrionarias se diferencian y desarrollan aún más. formando finalmente un cordero. Los corderos Dolly nacen exactamente con la misma apariencia que las ovejas Dorset.
Un año después, otro grupo de científicos informó que se habían obtenido más de 20 células trasplantando los núcleos de células del cúmulo de ratón (células altamente diferenciadas que rodean la periferia de los ovocitos) en ovocitos a los que sólo se les había extraído completamente el núcleo. ratones desarrollados. Si una sola "Dolly" no basta para ser considerada oveja clonada, estos ratones son auténticos ratones clonados.
② El proceso básico de clonación de ratones mediante transferencia nuclear
En este experimento, las células del cúmulo se obtuvieron mediante el siguiente proceso: mediante varias inyecciones consecutivas de gonadotropina coriónica, induciendo a ratones hembra a convertirse en Estado de alta producción de huevos. Luego se recogieron complejos de células del cúmulo y ovocitos de los oviductos de ratones hembra. Las células del cúmulo se dispersaron mediante tratamiento con ácido hialurónico. Seleccione células del cúmulo con un diámetro de 10 a 12 micrones como donante de núcleo (experimentos anteriores han demostrado que si se utilizan los núcleos de las células del cúmulo con diámetros más pequeños o más grandes, los ovocitos que se han sometido a un trasplante nuclear rara vez se desarrollarán hasta llegar a las 8 células). escenario. ). Las células del cúmulo seleccionadas se mantuvieron en un determinado entorno de solución y los núcleos se trasplantaron en 3 horas (a diferencia de esto, las células mamarias utilizadas como donantes de núcleos al obtener "Dolly" se pasaron primero en el medio de cultivo durante 3 horas. -6 veces )
Se recolectaron ovocitos (generalmente en metafase meiótica II) de ratones hembra de diferentes especies mediante un método similar al descrito anteriormente. Utilice con cuidado un tubo delgado con un diámetro de aproximadamente 7 micrones para extraer el núcleo del ovocito bajo un microscopio y trate de no extraer el citoplasma. También retire con cuidado el núcleo de las células del cúmulo y elimine la mayor cantidad de citoplasma posible (moviendo el núcleo extraído hacia adelante y hacia atrás en el tubo de vidrio varias veces para eliminar una pequeña cantidad de citoplasma). Inyectar directamente en el ovocito al que se le ha extraído el núcleo dentro de los 5 minutos posteriores a la extracción del núcleo. Los ovocitos que han sufrido una transferencia nuclear se colocan primero en una solución especial durante 1 a 6 horas y luego se añaden iones de estroncio divalentes (Sr2+) y citostatina B. El primero activa el ovocito y el segundo inhibe la formación de cuerpos polares y la eliminación de cromosomas. Luego, los ovocitos tratados se extraen y se colocan en una solución especial sin estroncio ni citostatina B para provocar la división celular y formar embriones.
Se implantaron embriones de diferentes estadios (desde el estadio de 2 células hasta el estadio de blastocisto) en las trompas de Falopio o en el útero de ratones hembra pseudopreñadas que se habían apareado con ratones macho ligados hace unos días. Los fetos de ratones completamente desarrollados se extirpan quirúrgicamente después de aproximadamente 19 días.
En la actualidad, los animales clonados mediante transferencia nuclear de células embrionarias incluyen ratones, conejos, cabras, ovejas, cerdos, vacas y monos. En China, además de los monos, se clonan otros animales y también se pueden clonar cabras mediante transferencia nuclear continua. Esta tecnología va más allá de la tecnología de segmentación de embriones y permitirá clonar más animales. Porque cuantas más veces se divide el embrión, menos células tiene cada parte y peor será la capacidad del individuo para desarrollarse. Sólo hay un animal clonado mediante transferencia nuclear de células somáticas y es la oveja Dolly.
3. El evangelio de la tecnología de clonación
1. Tecnología de clonación y mejoramiento genético
En la agricultura, la gente ha utilizado la tecnología de "clonación" para cultivar una gran cantidad de variedades de alta calidad y alto rendimiento que son resistentes a la sequía, el acame y las plagas y enfermedades, que ha aumentado considerablemente el rendimiento de los cereales. En este sentido, nuestro país ha entrado a la vanguardia de los países más avanzados del mundo.
2. Tecnología de clonación y protección de organismos en peligro
La tecnología de clonación es una gran ayuda para la protección de especies, especialmente las especies raras y en peligro de extinción, y tiene grandes perspectivas de aplicación. Desde una perspectiva biológica, este es también uno de los aspectos más valiosos de la tecnología de clonación.
3. Medicina y tecnología de clonación
En los tiempos modernos, los médicos pueden realizar operaciones de trasplante en casi todos los órganos y tejidos humanos. Pero en términos de ciencia y tecnología, el rechazo en el trasplante de órganos sigue siendo lo más problemático. El motivo del rechazo es la mala compatibilidad de los tejidos debido a una falta de coincidencia de tejidos. Si los órganos de un "humano clonado" se entregan a un "humano original" para su trasplante, no habrá ninguna preocupación por el rechazo, porque los genes y tejidos de ambos son compatibles. La pregunta es: ¿es humano utilizar "clones humanos" como donantes de órganos? ¿Es legal? ¿Tiene sentido financiero?
La tecnología de clonación también se puede utilizar para reproducir genes valiosos en grandes cantidades. Por ejemplo, en medicina, la gente usa tecnología de "clonación" para producir insulina para tratar la diabetes y hormona del crecimiento para hacer que los pacientes con enanismo vuelvan a crecer. Y estreptozolina, que puede resistir diversas infecciones virales, etc.
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Clonar "Es del inglés" Transliterado de "clon", tiene tres niveles diferentes de significado en el campo de la biología.
1 A nivel molecular, la clonación generalmente se refiere a la clonación de ADN (también llamada clonación molecular). Significa que un fragmento de ADN específico se inserta en un vector (como un plásmido y un virus) mediante tecnología de ADN recombinante y luego se replica en la célula huésped para obtener una gran cantidad de "poblaciones" idénticas del fragmento de ADN. /p>
2. A nivel celular, un clon es esencialmente una población celular formada por la división de una sola célula ancestral, donde cada célula es genéticamente idéntica, por ejemplo, formada al dividir una célula en medio de cultivo in vitro. durante varias generaciones, un grupo de células con el mismo trasfondo genético es un clon celular. Por ejemplo, en los vertebrados, cuando sustancias extrañas (como bacterias o virus) invaden, producirán un anticuerpo de reconocimiento específico a través de una respuesta inmune. Las células de anticuerpos se separan de una célula B. Dicha población de células plasmáticas también es un clon celular. La clonación celular es un método reproductivo de bajo nivel: reproducción asexual, es decir, sin unión sexual, la descendencia y el padre tienen las mismas características.
3. A nivel individual, la clonación se refiere a dos o más individuos con genotipos idénticos. Por ejemplo, ¡dos gemelos idénticos son un clon! Debido a que provienen del mismo óvulo, su origen genético es exactamente el mismo, ¡porque no se puede decir que "Dolly" sea un clon! ¡Solo si esos embriólogos británicos son un clon! Puede trasplantar dos o más núcleos celulares idénticos en más de dos óvulos enucleados idénticos y obtener dos o más "Dolly" con exactamente el mismo trasfondo genético. Utilice la palabra clon para describirlo en el sensacional artículo publicado en Nature en febrero de 1997. , el autor no describió a "Dolly" como un clon.
Además, la clonación también se puede utilizar como verbo, lo que significa el proceso de obtención del ADN, células o grupos individuales antes mencionados. /p>
2. Tecnología de clonación
1. Clonación de ADN
Existen muchos métodos para la clonación de ADN. El proceso básico se muestra en la siguiente figura (no a escala). )
Se puede ver que el ADN obtenido de esta manera se puede utilizar en muchos aspectos de la investigación biológica, incluido el análisis y procesamiento de secuencias de bases de ADN específicas y la producción en masa de proteínas valiosas en la industria biotecnológica. etc.
2. Clonación de individuos biológicos
(1) Plantas Clonación de individuos
En la década de 1950, los botánicos utilizaban las zanahorias como material modelo para estudiar. Si se perdió material genético en las células vegetales diferenciadas. Se sorprendieron al descubrir que a partir de una sola zanahoria altamente diferenciada, las células pueden convertirse en una planta completa. ¡Creen que las células vegetales son totipotentes!
El trasfondo genético de la población de zanahorias desarrollada a partir de más de dos células somáticas en una zanahoria es exactamente el mismo, por lo que es un clon. ¡Este proceso de clonación de plantas es un proceso de reproducción asexual completo!
(2) Clonación de animales individuales
① El nacimiento de “Dolly”
1997 En febrero El 27 de enero, el equipo de investigación científica de Ian Wilmot en el Instituto Roslin de Edimburgo, Reino Unido, anunció al mundo que había nacido la primera oveja clonada del mundo, "Dolly". Esta noticia inmediatamente causó sensación en todo el mundo.
La creación de "Dolly" está relacionada con tres ovejas. Una es una oveja finlandesa de Dorset que está preñada de tres meses y las otras dos son ovejas escocesas de cara negra. La oveja finlandesa Dorset proporcionó el conjunto completo de información genética, es decir, el núcleo (llamado donante); una oveja escocesa Blackface proporcionó el óvulo sin núcleo y otra oveja escocesa Blackface proporcionó el desarrollo del embrión de oveja. - el útero, es la madre "biológica" de la oveja "Dolly". Todo el proceso de clonación se describe brevemente de la siguiente manera:
Se extrajeron células de glándulas mamarias de oveja Dorset en Finlandia y se colocaron en un medio de cultivo nutritivo de baja concentración. Las células dejaron de dividirse gradualmente. La célula se llama Es una célula donante; a una oveja escocesa de cara negra se le inyecta gonadotropina para provocar que ovule, se extrae el óvulo no fertilizado y se extrae inmediatamente su núcleo, dejando un óvulo sin núcleo. se llama células receptoras; se utiliza el método del pulso eléctrico para fusionar la célula donante y la célula receptora, y finalmente se forma una célula fusionada. Dado que el pulso eléctrico también puede producir una serie de reacciones similares al proceso de fertilización natural. la célula fusionada también puede comportarse como un óvulo fertilizado. Las células se dividen y diferencian de la misma manera para formar células embrionarias; las células embrionarias se transfieren al útero de otra oveja escocesa de cara negra, y las células embrionarias se diferencian y desarrollan aún más. formando finalmente un cordero. Los corderos Dolly nacen con exactamente la misma apariencia que las ovejas Dorset.
Un año después, otro grupo de científicos informó que se habían obtenido más de 20 células trasplantando los núcleos de células del cúmulo de ratón (células altamente diferenciadas que rodean la periferia de los ovocitos) en ovocitos a los que sólo se les había extraído el núcleo por completo. ratones desarrollados. Si sólo hay una "Dolly" y no basta con que la llamen oveja clonada, estos ratones son verdaderamente ratones clonados.
② El proceso básico de clonación de ratones mediante transferencia nuclear
En este experimento, las células del cúmulo se obtuvieron mediante el siguiente proceso: mediante varias inyecciones consecutivas de gonadotropina coriónica, induciendo a ratones hembra a convertirse en Estado de alta producción de huevos. Luego se recogieron complejos de células del cúmulo y ovocitos de los oviductos de ratones hembra. Las células del cúmulo se dispersaron mediante tratamiento con ácido hialurónico. Seleccione células del cúmulo con un diámetro de 10 a 12 micrones como donante de núcleo (experimentos anteriores han demostrado que si se utilizan los núcleos de las células del cúmulo con diámetros más pequeños o más grandes, los ovocitos que se han sometido a un trasplante nuclear rara vez se desarrollarán hasta llegar a las 8 células). escenario. ). Las células del cúmulo seleccionadas se mantuvieron en un determinado entorno de solución y los núcleos se trasplantaron en 3 horas (a diferencia de esto, las células mamarias utilizadas como donantes de núcleos al obtener "Dolly" se pasaron primero en el medio de cultivo durante 3 horas. -6 veces )
Se recolectaron ovocitos (generalmente en metafase meiótica II) de ratones hembra de diferentes especies mediante un método similar al descrito anteriormente. Utilice con cuidado un tubo delgado con un diámetro de aproximadamente 7 micrones para extraer el núcleo del ovocito bajo un microscopio y trate de no extraer el citoplasma. También retire con cuidado el núcleo de las células del cúmulo y elimine la mayor cantidad de citoplasma posible (moviendo el núcleo extraído hacia adelante y hacia atrás en el tubo de vidrio varias veces para eliminar una pequeña cantidad de citoplasma). Inyectar directamente en el ovocito al que se le ha extraído el núcleo dentro de los 5 minutos posteriores a la extracción del núcleo. Los ovocitos que han sufrido una transferencia nuclear se colocan primero en una solución especial durante 1 a 6 horas y luego se añaden iones de estroncio divalentes (Sr2+) y citostatina B. El primero activa el ovocito y el segundo inhibe la formación de cuerpos polares y la eliminación de cromosomas. Luego, los ovocitos tratados se extraen y se colocan en una solución especial sin estroncio ni citostatina B para provocar la división celular y formar embriones.
Se implantaron embriones de diferentes estadios (desde el estadio de 2 células hasta el estadio de blastocisto) en las trompas de Falopio o en el útero de ratones hembra pseudopreñadas que se habían apareado con ratones macho ligados hace unos días. Los fetos de ratones completamente desarrollados se extirpan quirúrgicamente después de aproximadamente 19 días.
En la actualidad, los animales clonados mediante transferencia nuclear de células embrionarias incluyen ratones, conejos, cabras, ovejas, cerdos, vacas y monos.
En China, además de los monos, se clonan otros animales y también se pueden clonar cabras mediante transferencia nuclear continua. Esta tecnología va más allá de la tecnología de segmentación de embriones y permitirá clonar más animales. Porque cuantas más veces se divide el embrión, menos células comparte cada uno y peor es la capacidad del individuo para desarrollarse. Sólo hay un animal clonado mediante transferencia nuclear de células somáticas y es la oveja Dolly.
3. El evangelio de la tecnología de clonación
1. Tecnología de clonación y mejoramiento genético
En la agricultura, la gente ha utilizado la tecnología de "clonación" para cultivar una gran cantidad de variedades de alta calidad y alto rendimiento que son resistentes a la sequía, el acame y las plagas y enfermedades, que ha aumentado considerablemente el rendimiento de los cereales. En este sentido, nuestro país ha entrado a la vanguardia de los países más avanzados del mundo.
2． Tecnología de clonación y protección de organismos en peligro
La tecnología de clonación es una gran ayuda para la protección de especies, especialmente las especies raras y en peligro de extinción, y tiene grandes perspectivas de aplicación. Desde una perspectiva biológica, este es también uno de los aspectos más valiosos de la tecnología de clonación.
3. Medicina y tecnología de clonación
En los tiempos modernos, los médicos pueden realizar operaciones de trasplante en casi todos los órganos y tejidos humanos. Pero en términos de ciencia y tecnología, el rechazo en el trasplante de órganos sigue siendo lo más problemático. El motivo del rechazo es la mala compatibilidad de los tejidos debido a una falta de coincidencia de tejidos. Si los órganos de un "humano clonado" se entregan a un "humano original" para su trasplante, no habrá ninguna preocupación por el rechazo, porque los genes y tejidos de ambos son compatibles. La pregunta es: ¿es humano utilizar "clones humanos" como donantes de órganos? ¿Es legal? ¿Tiene sentido financiero?
La tecnología de clonación también se puede utilizar para reproducir genes valiosos en grandes cantidades. Por ejemplo, en medicina, la gente usa tecnología de "clonación" para producir insulina para tratar la diabetes y hormona del crecimiento para hacer que los pacientes con enanismo vuelvan a crecer. Y estreptozolina, que puede resistir diversas infecciones virales, etc.