Файл: Клонирование и трансгеноз животных по дисциплине Современные проблемы биологии.doc
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 112
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ЗАОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ФГБОУ ВО РГАЗ
ФАКУЛЬТЕТ АГРО И БИОТЕХНОЛОГИЙ
КАФЕДРА ОХОТОВЕДЕНИЯ И БИОЭКОЛОГИИ
Реферат на тему:
«Клонирование и трансгеноз животных»
по дисциплине: «Современные проблемы биологии»
направление подготовки 06.04.01 «Биология»
Выполнил:
студентка 1 курса
шифр 038
Белогурова С.В
Балашиха 2023
СОДЕРЖАНИЕ:
-
История клонирования животных……………………………..3 -
Проблемы в клонировании животных…………………………9 -
Достижения в области клонирования животных…………….12 -
Трансгеноз животных………………………………………….15 -
Трансгенные животные и моделирование заболеваний человека……………………………………………………………….20 -
Заключение………………………………………………………25 -
Список источников………………………………………………26
1. История клонирования животных
По принятому в науке определению клонирование является точным воспроизведением того или иного живого объекта в каком-то количестве копий. Вполне естественно, что все эти «копии» должны обладать идентичной наследственной информацией, т. е. нести идентичный набор генов. Клон – точная генетическая копия организма.
Для генетиков растений получение клонов вообще не составляет никаких проблем. В ряде случаев и у животных получение клона не вызывает особого удивления и является рутинной процедурой, хотя и не такой уж простой. Генетики получают подобные клоны, когда используемые ими объекты размножаются посредством бесполым путем, без предшествующего оплодотворения.
Естественно, те особи, которые будут развиваться из потомков той или иной исходной половой клетки, будут в генетическом отношении одинаковыми и могут составить клон.
У нас в стране, например, блестящие работы по клонированию такого рода выполняет на шелкопряде с помощью разработанной им специальной методики академик
Владимир Александрович Струнников. Выведенные им клоны шелкопряда славятся на весь мир. Он, однако, продемонстрировал и то, что члены одного клона могут сильно отличаться друг от друга и обнаруживают значительное разнообразие по целому ряду количественных признаков — величине, продуктивности и плодовитости. В ряде клонов это разнообразие бывает большим, чем в генетически разнообразных популяциях.
Получают клоны и в экспериментальной эмбриологии. Если зародыша морского ежа на стадии раннего дробления искусственно разделить на составляющие его клетки — бластомеры, то из каждой разовьется целый организм. В ходе последующего развития зародышевые клетки теряют эту замечательную способность и становятся более специализированными.
У многих объектов можно также использовать ядра так называемых стволовых эмбриональных клеток от какого-нибудь конкретного раннего эмбриона, которые еще не являются очень специализированными (таковым будет их потомство). Эти ядра пересаживают в яйцеклетки, из которых удалено собственное ядро, и такие яйцеклетки, развиваясь в новые организмы, опять-таки могут образовать клон генетически идентичных животных.
У человека известны случаи своеобразного «естественного» клонирования — это так называемые однояйцевые близнецы, которые возникают благодаря редко встречающемуся естественному разделению оплодотворенной яйцеклетки на два отделяющихся друг от друга и, в последующем, самостоятельно развивающихся бластомера. Такие, как их принято называть, монозиготные (однояйцевые) близнецы очень похожи друг на друга, но не идентичны!
Однако нынче речь идет о другого рода клонировании, а именно, о получении точных копий взрослого животного, «прославившегося» какими-то своими выдающимися качествами (например, рекордные надои молока, высокий настриг шерсти и т. д.), а также ученого мужа или политика, или артиста, особо ценного для человечества в силу его, скажем, гениальности. Вот тут-то не все так просто, как порою пытается представить пресса.
История клонирования берет начало в далеких 40-х годах, когда выдающийся советский эмбриолог
Георгий Викторович Лопашов разработал метод пересадки ядер в яйцеклетку амфибий. В июне 1948 г. он отправил в «Журнал общей биологии» статью, написанную по материалам своих экспериментов.
К сожалению, в августе 1948 г. состоялась печально известная сессия ВАСХНИЛ, запретившая генетику и утвердившая безраздельное господство в биологии «народного академика» Трофима Денисовича Лысенко. Набор статьи Лопашова, принятый к печати, был рассыпан, потому что она доказывала ведущую роль ядра и содержащихся в нем хромосом в индивидуальном развитии организмов.
Однако была опубликована короткая заметка в Докладах Академии Наук СССР, так и озаглавленная «Пересадка компонентов ядер овоцитов в оплодотворенные яйца тритонов» (1946).
Работу Лопашова забыли, а в 1952 г. американские эмбриологи Роберт Бриггс и Томас Кинг выполнили сходные опыты, и приоритет достался им, как уже часто случалось в истории нашей науки. Эти ученые осуществили перенос ядра из клеток зародыша лягушки в энуклеированный ооцит, получив жизнеспособгых головастиков.
В дальнейшем Джон Гердон из Великобритании усовершенствовал методику и стал удалять из яйцеклетки лягушек собственное ядро и трансплантировать в нее разные ядра, выделенные из специализированных клеток (рис. 1). В конце концов, он дошел до того, что начал пересаживать ядра из клеток взрослого организма, в частности, из эпителия (покровные клетки) кишечника. Более того, к 1960 году Гердон добился того, что яйцеклетки с чужим ядром развивались, и в определенном проценте случаев до поздних стадий. В результате 1—2% особей проходили стадию метаморфоза и превращались во взрослых лягушек.
Впрочем, получались такие лягушки не без дефектов, да и выглядели более хилыми по сравнению со своим «родителем», так что даже в этом случае едва ли можно говорить об абсолютно точном копировании.
Тем не менее, вокруг достижений британского ученого поднялся большой шум. И вот тут-то заговорили о клонировании млекопитающих и человека: если можно клонировать лягушку, почему бы не попробовать то же самое на других объектах. В разных лабораториях пытались пересадить в яйцеклетку млекопитающих ядра, но безуспешно. Эта операция оказалась слишком травматичной, предпочтительнее было применить метод
соматической гибридизации, т. е. перенос чужеродного ядра с помощью слияния яйцеклетки с соматической клеткой, ядро которой требовалось в яйцеклетку «переместить». Именно такой подход использовал впоследствии
Ян Вильмут при получении овечки Долли.
Рисунок 1 - Схема клонирования лягушки по Гердону [1]
В конце 70-х годов американец швейцарского происхождения Карл Иллменсее опубликовал статью, из которой следовало, что ему удалось получить клон из трех мышек. И вновь «клональный бум» вытеснил все остальные научные новости, вновь зазвучали фанфары, возвещавшие об осуществлении вековой мечты человечества о бессмертии, достижимом, впрочем, своеобразным способом — через искусственное производство себе подобных копий.
Однако в научной среде поползли слухи, что в опытах Иллменсее что-то нечисто, что их никому (даже самым искусным экспериментаторам) не удается воспроизвести... В конце концов, была создана авторитетная комиссия, поставившая на работе Иллменсее крест, признав ее недостоверной. Таким образом, по самой проблеме был нанесен весьма болезненный удар, и поставлена под сомнение ее разрешимость. На какое-то время воцарилось спокойствие. И вдруг, как гром с ясного неба — овечка Долли!
Что же произошло? В феврале 1997 г. появилось сообщение, что в лаборатории Яна Вильмута в Рослинском институте (Эдинбург, Шотландия) разработан эффективный метод клонирования млекопитающих и на основе его использования получена овечка Долли. Схема экспериментов представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Схема генетического клонирования овцы [1]
Прежде всего, естественно, необходимо было выделить ооциты (яйцеклетки). Их извлекли из овец Шотландская черномордая, поместили в искусственную питательную среду с добавлением эмбриональной телячьей сыворотки при температуре 37°С и проводили операцию энуклеации (удаление собственного ядра).
В качестве донора ядра использовали диплоидные клетки молочной железы взрослой беременной овцы породы Финский дорсет (имеет белую мордочку). Эти клетки выводили из стадии роста клеточного цикла, разбавляя сыворотку, и через пять дней вводили ядро в энуклеированный ооцит через «блестящую» оболочку яйца zona pellucida. Слияние ядра с ооцитом достигали с помощью слабого электрического «удара». Подобный метод намного раньше использовали в СССР, в Пущине.
Развивающийся зародыш культивировали в течение шести дней в искусственной среде или в яйцеводе овцы, перетянутом лигатурой ближе к рогу матки. На стадии морулы или бластоцисты эмбрионы (от одного до трех) трансплантировали в матку приемной матери, где они могли развиваться до рождения.
Из 236 опытов успех сопутствовал лишь одному, в результате которого и родилась овечка Долли (рис. 3), содержащая генетический материал взрослой овцы, умершей три года назад. Авторы использовали ряд методов, чтобы сопоставить геном овец-доноров и реципиентов, в частности, метод определения так называемых микросателлитных последовательностей ДНК, который позволяет идентифицировать «личность» объекта наподобие отпечатков пальцев.
Рисунок 3 - Клонированная овечка Долли и её приёмная мать [1]
После этого Вильмут заявил, что технически возможно осуществить и клонирование человека, но в этом случае возникают моральные, этические и юридические проблемы, связанные с манипуляциями над эмбрионами человека.
Перед биологией, казалось бы, открылись новые заманчивые перспективы, снова стали задумываться над глобальными проектами, всерьез обсуждать этическую сторону проблемы, а наиболее предприимчивые «организаторы науки» наперебой бросились доставать деньги под это дело. Почему-то никто не обратил внимания на то, что даже если у Вильмута было все в порядке, процент выхода рожденных животных был ничтожно мал — всего одна овечка из 236 попыток. А что с остальными? И все ли действительно у Вильмута было в порядке, достаточно ли чисто были проведены его эксперименты?
В одном из номеров авторитетного и престижного журнала «Science» появилось сообщение д-ра Витторио Сгарамелла из Италии и Нортона Зайндера из США, в котором авторы обвиняют Вильмута и его коллег в подтасовке и фальсификации результатов их экспериментов по клонированию млекопитающих. Они считают, что не представлено убедительных доказательств того, что Долли — продукт клонирования.
Кроме всего прочего оказалось, что три ведущих в данной области лаборатории пытались воспроизвести результаты опытов Вильмута, но безуспешно! Авторы статьи в «Science» указывают и на возможный источник ошибки шотландских эмбриологов. Дело в том, что овца, у которой брали соматические клетки для Долли, была беременна. А известно, что фетальные клетки (клетки зародыша) у некоторых животных могут попасть в кровоток. Вильмут признал что упустил из виду это обстоятельство и не исключил возможности такого рода просчета в его экспериментах.