Conocimientos sobre la clonación
Puedes omitir lo siguiente:
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“Clone” es la transliteración de la palabra inglesa “clone” y tiene tres significados diferentes en el campo de la biología.
1. A nivel molecular, la clonación generalmente se refiere a la clonación de ADN (también llamada clonación molecular). Se refiere a insertar fragmentos de ADN específicos en vectores (como plásmidos y virus) mediante tecnología de ADN recombinante y luego replicarlos en células huésped para obtener una gran cantidad de "grupos" de fragmentos de ADN idénticos.
2. A nivel celular, los clones son esencialmente grupos de células formadas por la división de una única célula ancestral. Todas estas células tienen los mismos genes. Por ejemplo, una población de células con el mismo trasfondo genético formada al dividir una célula en un medio de cultivo in vitro durante varias generaciones es un clon celular. Por poner otro ejemplo, en los vertebrados, cuando invaden sustancias extrañas (como bacterias o virus), se producirán anticuerpos de reconocimiento específicos a través de respuestas inmunitarias. Todas las células plasmáticas que producen anticuerpos específicos se forman mediante división de células B, y dicha población de células plasmáticas también es un clon celular. La clonación celular es un método de reproducción de bajo nivel: reproducción asexual, es decir, la descendencia tiene la misma genética que los padres, sin necesidad de unión sexual. Cuanto menor sea el nivel de evolución biológica, más probabilidades habrá de adoptar este método de reproducción.
3. A nivel individual, clon se refiere a un grupo de dos o más individuos con el mismo genotipo. Por ejemplo, ¡dos gemelos idénticos son un clon! Debido a que provienen del mismo óvulo, su origen genético es exactamente el mismo. Según esta definición, ¡no se puede decir que "Dolly" sea un clon! Porque "Dolly" es una persona solitaria. Sólo cuando los embriólogos británicos trasplantan dos o más núcleos celulares idénticos en dos o más óvulos enucleados idénticos y obtienen dos o más "Dolly" con el mismo trasfondo genético pueden utilizar la palabra clonación para describirlo. Así, en el sensacional artículo publicado en Nature en febrero de 1997, los autores no describieron a Dolly como un clon.
Además, clonar también puede usarse como verbo, haciendo referencia al proceso antes mencionado de obtención de ADN, células o poblaciones individuales.
En segundo lugar, la tecnología de clonación
1. Clonación de ADN
Actualmente existen varios métodos de clonación de ADN. El proceso básico se muestra en la siguiente figura (no se muestra). escala) .
Se puede observar que el ADN así obtenido se puede aplicar a muchos aspectos de la investigación biológica, incluido el análisis y procesamiento de la secuencia de bases de ADN específico y la producción en masa de proteínas valiosas en la industria biotecnológica. .
2. Clonación de individuos biológicos
(1) Clonación de individuos de plantas
En la década de 1950, los botánicos utilizaron zanahorias como materiales modelo para estudiar si el material genético es Se pierde en las células vegetales diferenciadas. Para su sorpresa, descubrieron que a partir de una sola célula de zanahoria altamente diferenciada se podía desarrollar una planta completa. Por tanto, creían que las células vegetales eran totipotentes. Una población de zanahorias desarrollada a partir de más de dos células somáticas en una zanahoria tiene el mismo trasfondo genético, por lo que es un clon. ¡El proceso de clonación de esta planta es un proceso completo de reproducción asexual!
(2) Clonación de animales individuales
(1) El nacimiento de “Dolly”
27 de febrero de 1997, Instituto Roslin, Edimburgo, Reino Unido Ian Wilmott del Instituto Roslin anunció al mundo el nacimiento de Dolly, la primera oveja clonada del mundo, lo que inmediatamente causó sensación en todo el mundo.
Dolly está emparentada con tres ovejas. Una es una oveja finlandesa de Dorset que está preñada de tres meses y la otra es una oveja escocesa de cara negra. Una oveja finlandesa de Dorset proporcionó un conjunto completo de información genética, proporcionando el núcleo (llamado donante); una oveja escocesa de cara negra proporcionó un óvulo sin núcleo y otra oveja escocesa de cara negra proporcionó el embrión de oveja. El útero, el entorno de desarrollo de la oveja; oveja, es la madre “biológica” de la oveja Dolly.
Pero en términos de ciencia y tecnología, el rechazo en el trasplante de órganos sigue siendo el más problemático. El motivo del rechazo es la mala compatibilidad debido a una falta de coincidencia de tejidos. Si los órganos de un "humano clonado" se proporcionan a un "humano original" para su trasplante, no hay necesidad de preocuparse por el rechazo porque los genes y tejidos de los dos son compatibles. La pregunta es: ¿es humano utilizar "clones" como donantes de órganos? ¿Es legal? ¿Es rentable?
La tecnología de clonación también puede utilizarse para reproducir genes valiosos en grandes cantidades. Por ejemplo, en medicina, la gente utiliza tecnología de "clonación" para producir insulina para tratar la diabetes, hormona del crecimiento para ayudar a los pacientes con enanismo a crecer y plasmina para resistir diversas infecciones virales, etc.
La palabra “clon” proviene de la transliteración del inglés Clone. Los científicos suelen utilizarlo para referirse a un grupo de células que se reproducen asexualmente, es decir, un grupo de células o líneas celulares que no se reproducen mediante la cooperación de espermatozoides y óvulos. La esencia de la clonación es la reproducción asexual. Sabemos que los mamíferos y los humanos se combinan para formar un cigoto (óvulo fecundado) a través de células sexuales (espermatozoide y óvulo). Luego se desarrolla a partir del cigoto. Sin embargo, no hay problema con la combinación de células sexuales en grupos celulares obtenidos mediante clonación o con individuos desarrollados a partir de óvulos no fertilizados. Ilustremos esto con el ejemplo de los anticuerpos monoclonales. Los científicos primero obtienen células de hibridoma que secretan un anticuerpo mediante un método determinado y luego les dan a las células las condiciones suficientes para dividirse y multiplicarse en un grupo de células. Un grupo de células o una línea celular; todas son descendientes de una sola célula y tienen las mismas características para que puedan producir un anticuerpo. Un grupo de células que se reproducen mediante múltiples divisiones de una sola célula se denomina clon unicelular. La clonación molecular es en realidad otro nombre para la tecnología de clonación de genes, que se refiere a la obtención de una sola célula o bacteria que contiene un gen específico mediante un método determinado, y luego la obtención de un clon de una sola célula que contiene el gen mediante propagación masiva. Este clon celular no sólo puede proporcionar suficientes genes diana para nuestra investigación, sino que también puede usarse para producir productos proteicos de los genes que necesitamos. La tecnología de anticuerpos monoclonales y la tecnología de clonación de genes son grandes inventos científicos del siglo XX. Su fundador ganó el Premio Nobel por ello. Las dos tecnologías son muy diferentes en sus procedimientos operativos, pero comparten una característica común: quieren replicar una única población de células mediante reproducción asexual.
La clonación es reproducción asexual, es decir, el número de células o animales se puede reproducir y aumentar continuamente sin la participación de los espermatozoides, al igual que un producto industrial se copia continuamente según un patrón determinado, y dicha replicación Los animales que salen son exactamente iguales en apariencia, rendimiento y tipo genético.
Sabemos que los animales superiores, incluidos los humanos, se reproducen estrictamente según el método de reproducción sexual, es decir, los óvulos y los espermatozoides de individuos masculinos y femeninos entran en contacto y se fusionan para formar un óvulo fertilizado. continúa dividiéndose y finalmente se gesta en nuevos individuos. Es decir, en los animales superiores, sólo los óvulos fecundados pueden alcanzar la totipotencia celular. Los descendientes de este tipo de reproducción sexual heredan la mitad de la información genética de sus padres.
A la vista de esto, los científicos se preguntan si la totipotencia de las células animales se puede lograr a través de óvulos fertilizados o incluso de óvulos, permitiendo a los animales superiores reproducirse asexualmente y obtener un gran número de "copias" animales idénticas.
Ya sabemos que la clonación es reproducción asexual, es decir, el número de células o animales se puede reproducir y aumentar continuamente sin la participación de los espermatozoides, al igual que un producto industrial se copia continuamente según un patrón determinado. , y se copia de esta manera Los animales son exactamente iguales en apariencia, rendimiento y tipo genético. Esta tecnología puede acelerar rápidamente la reproducción de ganado excelente, lo que abrirá amplias perspectivas para un desarrollo vigoroso de la ganadería, al mismo tiempo que se desarrolla la biología. La investigación y el desarrollo en temas como la genética han revelado aún más los secretos de la vida y han proporcionado métodos maravillosos. Los métodos actuales para clonar mamíferos varían de simples a complejos: 1. División embrionaria 2. Transferencia nuclear embrionaria 3. Transferencia nuclear de células madre embrionarias 4. Transferencia nuclear de fibroblastos embrionarios 5. Transferencia nuclear de células somáticas 6. Quimera embrionaria.
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Clonar un organismo significa crear un nuevo objeto que tiene exactamente la misma información genética que el organismo original.
En el contexto de la biología moderna, esto implica a menudo la transferencia nuclear de células somáticas. En la transferencia nuclear de células somáticas, el núcleo del ovocito se extrae y se reemplaza con un núcleo extraído de un organismo clonado. Normalmente, el ovocito y su núcleo trasplantado deben ser de la misma especie. Debido a que el núcleo contiene casi toda la información genética de la vida, el ovocito huésped se convierte en un organismo genéticamente idéntico al donante nuclear. Aunque aquí no se trasplanta ADN mitocondrial, sigue siendo relativamente raro y el impacto en la biología suele ser insignificante.
En horticultura, un clon se refiere a la descendencia de una sola planta producida mediante reproducción vegetativa. Muchas plantas obtienen una gran cantidad de descendencia de una sola planta mediante reproducción asexual conocida como clonación.