Клонирование

Содержание
  1. Что изменилось в мире клонирования со времён овечки Долли
  2. Терапевтическое клонирование
  3. Репродуктивное клонирование
  4. Клонирование
  5. Клонировать человека уже можно, но пока нельзя. Почему и надо ли? — Технологии Onliner
  6. Коротко. О чем тут речь
  7. Кто такие клоны?
  8. Как создать клона на примере овечки Долли
  9. Давайте клонируем динозавра!
  10. Зачем мне нужен клон?
  11. Вопросы этики
  12. Клонирование. Просто о сложном
  13. Естественное клонирование
  14. Искусственное клонирование
  15. Немного истории клонирования
  16. Клонирование человека возможно? Чем копия отличается от оригинала? В чем вообще смысл? Стыдные вопросы про самую обсуждаемую тему в современной биологии
  17. Клонирование — это вообще что?
  18. Как ученые вывели овечку Долли? Взяли клетки самки и самца и как-то соединили в пробирке?
  19. Чем клонированная копия отличается от оригинала? Они как близнецы или не совсем? 
  20. Со времен Долли много было подобных случаев, когда ученые клонировали животных?
  21. Когда научатся клонировать людей? Или уже научились?
  22. Чем клонирование может помочь человечеству? Запасная печень? Армия клонов? Эксперименты над клонами?
  23. У клонированных организмов может быть потомство? У них будут какие-то особенности из-за того, что они — потомки клона?
  24. Почему многие считают, что клонирование нужно запретить? Что в этом опасного?

Что изменилось в мире клонирования со времён овечки Долли

Клонирование

Клонирование — это создание генетически идентичных копий живых организмов или их фрагментов. Можно клонировать разный биологический материал: отдельные клетки, ткани, органы и целые организмы.

С помощью этого метода учёные выделяют интересующие гены, вставляют их в плазмиду — молекулу ДНК бактерии, а затем создают популяцию таких бактерий. В зависимости от цели эксперимента можно остановиться на этом или вставить полученные плазмиды в клетки растений и животных.

Именно так выводят генетически модифицированные организмы: растения, устойчивые к вредителям, животных с иммунитетом к заболеваниям. Также с помощью технологии изучают заболевания и разрабатывают лекарства.

Терапевтическое клонирование

Учёные выращивают эмбрион клона в пробирке, но не дают ему развиться в полноценный организм. Для этого у животного или человека берут соматическую клетку — любую клетку тела, не принимающую участия в половом размножении, и достают из неё ядро. Также берут яйцеклетку другой особи того же вида и удаляют ядро.

Потом ядро вставляют в безъядерную яйцеклетку и запускают процесс деления. Когда клетка превращается в бластоциту — пузырёк с эмбриональными стволовыми клетками внутри, развитие останавливают.

Стволовые клетки (клетки‑предшественницы), которые пока не определились, в какие клетки превратиться, могут стать чем угодно. Их используют для опытов, например, учёные исследуют мутации в генах или пытаются вырастить органы и ткани, которые можно будет имплантировать на замену повреждённым.

Репродуктивное клонирование

Этот вид позволяет создать генетически идентичную копию целого животного. Механизм тот же, что и в терапевтическом клонировании, только развитие эмбриона не прерывают на стадии бластоциты. Вместо этого его подсаживают в матку особи того же вида, где эмбрион развивается в полноценный организм.

Долли — самый известный клон, но далеко не первый. История клонирования началась за целый век до рождения овечки.

В 1885 году Ханс Дриш разделил двухклеточный эмбрион морского ежа и получил двух идентичных близнецов. Затем в 1902 году Ханс Спеманн с помощью волоска разделил эмбрион саламандры и тоже получил двух клонов.

Опыты с переносом ядра в яйцеклетку начались 50 лет спустя. Сначала получилось вставить ядро клетки эмбриона в пустую яйцеклетку лягушки, чуть позже — вырастить головастика из клетки кишечника лягушки.

Потом настал черёд млекопитающих. В 1984 году Стин Вилладсен вставил ядро эмбриона овцы в безъядерную яйцеклетку. Суррогатная мать‑овца выносила трёх клонов‑ягнят. Таким же образом — из клеток эмбрионов — успешно клонировали цыплят, овец и коров.

И, наконец, в 1996 году исследователи из Рослинского института в Шотландии впервые создали клона из клетки вымени шестилетней овцы. После 276 попыток эксперимент удался, и на свет появилась овечка Долли.

Чучело овечки Долли в Королевском музее Шотландии / Wikipedia

После Долли по этой технологии клонировали множество животных: корову, кошку, оленя, собаку, лошадь, мула, вола, свинью, кролика, крыс и мышей, козла, волка.

Учёные пытались клонировать и обезьян, но это оказалось не так просто. Только через 10 лет после Долли в пробирке вырастили стволовые клетки макаки‑резуса, а живых клонов удалось создать ещё спустя столько же. В 2018 году эксперимент китайских учёных закончился созданием двух длиннохвостых макак: Зонг Зонг и Хуа Хуа.

Да, по крайней мере некоторые. Учёные предполагают, что это происходит из‑за хромосом. Все клетки организма проходят через циклы деления, и концевые участки хромосом — теломеры — укорачиваются. Это часть естественного процесса старения.

У Долли хромосомы были короче, чем у одногодок, и прожила она в два раза меньше среднестатистической овцы: 6 лет вместо 12.

Однако теломеры укорачиваются не у всех клонов. Например, у крупного рогатого скота, собак и мышей теломеры клонов не меньше, а иногда и больше, чем у контрольных животных того же возраста, а вот у овец и волков, наоборот, почти всегда короче.

Преждевременное старение не касается козлов: клоны живут положенные природой 15 лет. Так же повезло клонам‑коровам, собакам и мышам. А вот клонированные овцы, свиньи и кошки живут меньше. Насчёт ближайших родственников человека, обезьян, пока нет таких данных. Поскольку первые клонированные макаки родились недавно, остаётся только гадать, сколько они проживут.

После фильма «Парк Юрского периода» многие надеются, что учёным удастся клонировать динозавра, но это навсегда останется фантастикой. Динозавры вымерли слишком давно, так что тканей с молекулами ДНК просто не осталось — одни окаменелые кости.

Более реальным представляется клонирование мамонтов и других животных ледникового периода, останки которых периодически находят в вечной мерзлоте. Однако на данный момент и это практически невозможно по нескольким причинам :

  • Для клонирования нужно неповреждённое ядро с целой ДНК, а даже в самых хорошо сохранившихся останках генетический код разбит на множество частей. Учёным приходится собирать «буквы» генома, не зная точной последовательности и ориентируясь на ДНК ближайших родственников, так что нельзя предсказать, что получится в итоге.
  • Чтобы клонировать животное, нужна суррогатная мать. Ближайшими родственниками мамонтов являются азиатские слоны, поэтому донором яйцеклетки и суррогатной матерью для мамонтёнка может стать только самка этого животного. Процедура взятия яйцеклетки и её подсадки в матку будет очень сложна, но даже если всё пройдёт успешно, на свет родится не чистый вид, а гибрид мамонта и слона.
  • Учёные опасаются, что даже в случае успешного клонирования животным не хватит генетического разнообразия, чтобы создать новую популяцию.

Подобные проблемы препятствуют клонированию всех вымерших животных.

В 2013 году учёным из Орегона под руководством Шухрата Миталипова (Shoukhrat Mitalipov) удалось провести терапевтическое клонирование человека. Миталипов с коллегами взяли ядро соматической клетки ребёнка с редким генетическим заболеванием, поместили её в безъядерную яйцеклетку и вырастили бластоциту со стволовыми клетками.

В 2014 году методом терапевтического клонирования учёным удалось превратить клетки кожи мужчин 35 и 75 лет в стволовые клетки. В перспективе клетки‑предшественницы можно использовать для выращивания любой ткани и замены повреждённых участков и органов.

Однако у такого метода есть проблемы: стволовые и раковые клетки поразительно похожи . Некоторые исследования показывают, что после 60 циклов деления стволовые клетки могут накапливать мутации и приводить к возникновению рака.

Есть данные, что стволовые клетки из околоплодных вод и плаценты не образуют опухолей. Если для создания органов будут использовать эти клетки, отпадёт множество проблем, связанных с клонированием: от донорства яйцеклетки до этической стороны использования человеческих эмбрионов.

В 2002 году члены секты раэлинов «Клонэйд» заявили о рождении первого клонированного человека — девочки Евы, а также 12 других клонов. Несмотря на многократные запросы от учёного сообщества и СМИ, «Клонэйд» не предоставили доказательств существования клонов.

В 2004 году учёные из Сеульского национального университета в Южной Корее заявили о создании клона человеческого эмбриона. Однако независимый научный комитет не обнаружил доказательств, и через два года исследование было отозвано.

Репродуктивное клонирование человека вызывает немало опасений. Никто не знает, какие биологические и социальные последствия может иметь клонирование людей, которые жили ранее или живут до сих пор. Это может нарушить принципы ценности личности, права и свободы человека.

Также непонятно, как поступать с клонами, если получится их создать: смогут ли они стать частью общества и как оно воспримет их появление.

Пока все эти проблемы не найдут решения, репродуктивное клонирование человека запрещено в 70 странах мира, включая Россию.

Согласно Федеральному закону , запрет будет действовать до тех пор, пока не появится закон, устанавливающий порядок клонирования организмов в целях клонирования человека.

Источник: https://Lifehacker.ru/klonirovanie/

Клонирование

Клонирование

1.Клонированиеживотных

Термин»клон» происходит от греческогослова «klon», что означает веточка, побег,отпрыск. Клонированию можно даватьмного определений, вот некоторые самыераспространенные из них, клонирование- популяция клеток или организмовпроизошедших от общего предка путёмбесполого размножения, причём потомокпри этом генетически идентичен своемупредку.

Собственнопроцесс клонирования можно разделитьна несколько стадий. Сначала у женскойособи берется яйцеклетка, из неемикроскопической пипеткой вытягиваетсяядро. В безъядерную яйцеклетку вводятдругую, содержащую ДНК клонируемогоорганизма.

С момента слияния новогогенетического материала с яйцеклеткой,как ожидается, должен начаться процессразмножения клеток и рост эмбриона.Подобные ожидания основываются, покрайней мере, на двух явных научныхмотивациях.

Первой является желаниевыяснить, насколько нетронутым остаетсягенетический материал в процессеразвития организма, имеющего характернуюсудьбу.

Вторая мотивация состоит в том,насколько факторы цитоплазмы самойяйцеклетки совместимы с привнесеннымв нее для перепрограммированиягенетическим материалом — например,имеет ли значение тот факт, что чужиегены и собственные гены митохондрийяйцеклетки различны? Подобных вопросоввозникает множество. Обратимся к историиисследований попыток клонированияживотных.

Вфеврале 1997 года человечество былопотрясено известием из шотландскогоИнститута Рослина о рождении и нормальномразвитии первого млекопитающего,полученного путем переноса ядра, или,проще говоря, клонирования, — овечкиДолли. Пожалуй, это событие произвелоэффект, сходный с сообщением об изобретенииядерной бомбы или о возникновениителевидения.

Сначалаиз молочной железы взрослой овцы былавзята клетка и искусственными методамибыла погашена активность ее генов. Затемклетка была помещена в эмбриональноеокружение, называемое ооцитом, чтобыпроизошла перестройка генетическойпрограммы на развитие эмбриона.

Темвременем из яйцеклетки другой овцы было«вытянуто» ядро, и после охлажденияцитоплазматической оболочки поддействием электрического поля в неебыло введено ядро, выделенное из клеткимолочной железы первой овцы. Оплодотвореннаявышеописанным способом яйцеклетка былапомещена в матку третьей овцы — суррогатнойматери.

И после обычного процессавынашивания была рождена овечка Долли,которая была полной генетической копиейовцы — донора клетки молочной железы.

Слух,распространявшийся с неимовернойскоростью чуть ли не с момента объявленияо существовании Долли, заключался втом, что клонированная овца стареет внесколько раз быстрее своих «нормальнорожденных» родственников.

Этиданные, как оказалось, во многомсоответствуют действительности. Согласноодному из наиболее вероятных объясненийэтого феноменально быстрого старенияявляется гипотеза, что оно происходитв силу запрограммированного ограниченияколичества делений и продолжительностижизни каждой клетки высших организмов.Разговоры о нарушениях репродуктивныхспособностей у Долли вообще не имеютпод собой.

Никакихреальных оснований, поскольку она ужекак минимум дважды благополучноразрешилась от бремени, родив своегопервенца Бонни на втором году жизни, аеще год спустя — троих здоровых ягнят.

ОвечкаДолли прожила 6 по большей степенимучительных лет.

В2000 году британские ученые, клонировавшиеовцу Долли, создали этим же методом пятьпоросят. Специалисты компании PPLTherapeutics провели операцию в американскомгороде Блэксбург. За основу были взятыклетки взрослой свиньи.

Всевыведенные поросята — самки, и все ониздоровы.

Специалистыполагают, что таким образом в будущемможно будет производить свиней, органыкоторых впоследствии используют дляпересадки людям. Ожидается, что первыеэксперименты в этой области ученыебудет проводить в течение четырех лет.

Достаточнобольше перспективы перед нами открываетвозможность клонирования, но так жеперед нами постают множество споров иразногласий.

2.Терапевтическоеклонирование

Чтокасается клонирования человека, данныйпроцесс запрещен законом во многихстранах в связи с многими аспектами.

Носyществует такой вид клонирования, кактерапевтический.

В терапевтическомклонировании используется процесс,известный как пересадка ядер соматическихклеток, (замена ядра клетки, исследовательскоеклонирование и клонирование эмбриона),состоящий в изъятии яйцеклетки изкоторой было удалено ядро, и заменаэтого ядра ДНК другого организма. Послемногих митотических делений культуры(митозов культуры), данная клетка образуетблацисту (раннюю стадию эмбрионасостоящую из приблизительно 100 клеток)с ДНК почти идентичным первичномуорганизму.

Цельданной процедуры — получение стволовыхклеток. генетически совместимых сдонорским организмом.

Можноли в специальных условиях воспроизвестигенетически точную копию любого живогосущества? Символом первого клонированногомлекопитающего (1996 год) стала овца Долли,страдавшая на протяжении жизни воспалениемлегких и артритом и насильственноусыпленная в возрасте шести лет -возрасте, равном примерно половинесредней жизни нормальной овцы. Клонированиеживотных оказалось не таким простым висполнении, как растений.

Втерапевтическом клонировании используетсяпроцесс, известный как пересадка ядерсоматических клеток.

2.1Перспективатерапевтичекого клонирования

Стволовыеклетки, полученные путем терапевтическогоклонирования, применяются для лечениямногих заболеваний. Кроме этого, внастоящее время ряд методов с ихиспользованием находятся на стадииразработки (лечение некоторых видовслепоты, повреждений спинного мозга идр.)

Данныйметод часто вызывает споры в ученойсреде, под вопрос ставится термин,описывающий созданную бластоцисту.Некоторые считают, что неверно называтьэто бластоцистой или эмбрионом, так каконо не было создано оплодотворением,но другие утверждают, что при соответствующихусловиях из него может развиться плод,и, в конечном счете, ребенок — поэтомууместнее называть результат эмбрионом.

Потенциалдля применения терапевтическогоклонирования в области медицины простоогромен.

Некоторые противникитерапевтического клонирования выступаютпротив того факта, что данная процедураиспользует человеческие эмбрионы, приэтом разрушая их.

Другим же кажется, чтоподобный подход инструментализируетчеловеческую жизнь или, что тяжело будетразрешить терапевтическое клонирование,не разрешая при этом репродуктивногоклонирования.

3.Значениеклонирования

Внастоящее время с методами геннойинженерии и, в частности, клонированиясвязано множество надежд и в областилечения неизлечимых ранее болезней,репродукции и трансплантации органов,и в области искусственного зачатия,борьбы с инвалидностью и врожденнымипороками… Проводится все большеэкспериментов по выращиванию млекопитающихи последующей пересадке их органовчеловеку. Совсем недавно в Южной Корееудалось клонировать поросенка, генетическиизмененные клетки которого способнына 60-70% снизить угрозу отторжения органовиммунной системой человека притрансплантации. А в свете проблемы,связанной с неспособностью иметь детей,методы искусственного оплодотворенияполучили широкую поддержку в обществе.Что касается самого клонирования, тооно позволяет проводить те же процедуры,обходясь генофондом лишь одного изродителей, что часто бывает необходимов случае предрасположенности одногоиз родителей к серьезным заболеваниям.

Пересадкаклеток поджелудочной железы позволитизбавить больных сахарным диабетом отпостоянных инъекций инсулина инеобходимости соблюдения строгой диеты.Об этом на конференции в Чикаго доложилбританский хирург Джеймс Шапиро, успешнопроведший первые восемь операций.

Очищенныеклетки поджелудочной железы здоровыхдоноров вводили больным сахарнымдиабетом внутривенно. Эти клеткизадерживались в печени, где они продолжаливырабатывать инсулин. У восьми больныхв возрасте от 29 до 53 лет в ближайшиесроки после операции исчезла потребностьв инъекциях инсулина.

ПредставительБританской диабетологической ассоциацииБилл Хартнет считает новый метод лечениячрезвычайно перспективным, нопредостерегает от поспешных выводов,поскольку результаты пересадки клетокпока не опубликованы.

Больные послеэтой операции должны постоянно приниматьиммунодепрессанты для предотвращенияотторжения пересаженных клеток.

Развитиеметода клонирования позволит в будущемрешить проблему получения достаточногоколичества клеток поджелудочной железы,заявил Джеймс Шапиро на конференцииАмериканского общества трансплантологов.

Технологииклонирования были впервые примененыдля спасения исчезающих видов животных.Уже в следующем месяце ученые ожидаютрождения на свет детеныша гаура(разновидности азиатского вола), котороговыносила обыкновенная корова. Самзародыш был создан в лаборатории изяйцеклетки коровы и генов, взятых изкожи гаура.

Сдругой стороны, часто поднимается вопросо том, что клонирование может сократитьгенетическое разнообразие, сделавчеловечество более уязвимым, например,к эпидемиям, что приведет, по самымпессимистичным прогнозам, к гибелицивилизации.

Источник: https://studfile.net/preview/1825680/

Клонировать человека уже можно, но пока нельзя. Почему и надо ли? — Технологии Onliner

Клонирование

Вы живете в мире, где можно клонировать животных, флиртовать с виртуальными девушками и играть с куклами-роботами, которых все сложнее отличить от человека. Вернувшись однажды домой с подарком для дочери, вы обнаружите копию самого себя.

Вашего клона, который занял ваше место и отобрал вашу жизнь. Если первое предложение вполне вяжется с реальностью, то следующие — это завязка фильма «6-й день» с Арнольдом Шварценеггером.

Чувствуете, как сочится эта грань между реальностью и фантастикой?

Коротко. О чем тут речь

В январе этого года ученые Китайской академии наук сообщили об успешном клонировании приматов тем же методом трансплантации ядер, которым была клонирована уже легендарная овечка Долли. Она умерла еще в 2003 году, и многие мои ровесники смотрели выпуски новостей об этом событии с нескрываемым удивлением, восторгом и толикой страха.

Клонированная овечка. Шутка ли! В подростковом сознании она превращалась в нечто сравнимое с инопланетным киборгом, восьмым чудом света в органической оболочке. Интернет ведь в те годы выдавался крайне ограниченными и дорогими порциями, а потому раскопать информацию о животном было нелегко, по телевизору же говорили довольно общо и смутно…

В общем, с тех пор наука не замерла над трупом клонированной овцы, ставшей мировой знаменитостью. Человечество продвинулось от экспериментов с головастиками до приматов и человеческих эмбрионов. Но обо всем по порядку.

Кто такие клоны?

Клоны получаются в результате клонирования, как бы удивительно это ни звучало. Начнем с того, что даже однояйцевых близнецов можно смело называть клонами, потому что развились они из одной и той же оплодотворенной яйцеклетки.

Клонами являются и клетки многоклеточных организмов, и даже растения, которые получились в результате вегетативного (бесполого) размножения: черенками, клубнями, луковицами, корневищами и т. д.

Это довольно древний инструмент селекции растений, благодаря которому мы питаемся сносными овощами и фруктами.

Но если с растениями все понятно, то человека или корову луковицей не размножишь. От своих родителей мы получаем по набору генов, наборы эти отличаются, так как папы с мамами у нас разные.

А потому и мы получаемся не такими, как только папа или только мама. Каждый из нас уникален! С генетической точки зрения, конечно.

И это замечательно: чем больше разных людей, тем шире разнообразие вида и тем сильнее он защищен от каких бы то ни было потрясений окружающей среды.

Как создать клона на примере овечки Долли

Долли родилась 5 июля 1996 года в Шотландии. Произошло это в лаборатории Яна Вилмута и Кита Кэмпбелла в Рослинском институте. Родилась она как самая обычная овца. Вот только мать ее на момент рождения уже давно была мертва.

Долли есть пошла из ядра соматической клетки вымени своей генетической матери. Клетки эти были заморожены в жидком азоте. Всего было использовано 227 яйцеклеток, 10% которых по итогу доросли до состояния эмбрионов.

Но выжить удалось только одному.

Он подрастал в теле своей суррогатной матери, в которую попал путем пересадки ядра клетки от донора в избавленную от ядра цитоплазму яйцеклетки своего будущего носителя. Двойной набор хромосом подопытная получила только от своей матери, чьей генетической копией и была.

Долли жила как нормальная овца. Правда, большую часть времени проводила взаперти и вдалеке от своих сородичей. Все-таки лабораторный экземпляр. К шести годам у овечки развился артрит, а затем и ретровирусное заболевание легких. Обычно эти животные живут до 10—12 лет, но Долли решили усыпить на полпути, что вызвало много кривотолков в медиа.

Некоторые ученые, как и СМИ, предполагали, что причиной ранней смерти овцы могло стать клонирование. Дело в том, что в качестве базового материала для Долли была выбрана клетка взрослой особи с уже укороченными теломерами. Это такие окончания хромосом, которые с каждым делением укорачиваются. Данный процесс называют одной из основных причин старения.

Последующее изучение скелета подопытной и сравнение ее с более современными клонами показало, что какой-то предрасположенности к артриту у Долли не было. По крайней мере, риски были такими же, как и у обычных взрослых овец.

Как бы то ни было, но клонирование животного подняло ряд моральных и этических вопросов о данной процедуре. В 2003 году ученые предполагали, что до полноценного клонирования человека остался десяток лет. Конечно, они были чересчур оптимистичны, ведь впереди у нас непочатый край работы.

Давайте клонируем динозавра!

Одним из перспективных применений клонирования видится возможность возродить давно утерянные виды животных, а также те, которые постепенно исчезают под поступью научно-технического прогресса. Но, к несчастью, вернуть к жизни динозавров пока не представляется возможным. Ученые в основном находят их окаменевшие останки, в которых нет и капельки органики с генетическим материалом.

Некоторую надежду исследователям подарило обнаружение в костях динозавров белков.

Но найденный в останках тиранозавра коллаген оказался таким же, как у страусов, что поставило крест на каких-либо дальнейших экспериментах.

Возродить таких животных получится только тогда, когда мы найдем отлично сохранившийся и полноценный генетический материал. Сами понимаете, насколько высоки эти шансы спустя миллионы лет после гибели динозавров.

Но ладно, пускай ученым это удалось на какой-то из Земель в многочисленных параллельных вселенных.

Что дальше? Как быть с яйцеклеткой? Где найти достаточно близкий по строению родственный вид, который сможет выносить будущих динозавров? И смогут ли они вообще существовать в условиях современной окружающей среды? Некоторые люди не терпят перестановку в комнате, а бедным динозаврам придется дышать воздухом, который на 21% насыщен кислородом вместо привычных миллионы лет назад 10—15%.

А потому поглядывать стоит на более близкие нам по временной линии виды. Например, последняя замечательная птица додо покинула этот жестокий мир еще в 17-м веке, но знают о ней даже школьники (не уверен, что сегодняшние). Всё благодаря карикатурному автопортрету Льюиса Кэрролла из «Алисы в Стране чудес».

Несколько экземпляров этой птицы в виде чучел сохранились в разных музеях. Сохранились также их мягкие ткани, а среди родственников значится никобарская голубка, которая и могла бы выносить потомство додо. Правда, пока все это лишь разговоры.

Среди известных, но, к сожалению, провальных попыток реанимировать умерший вид значится пиренейский козерог, который исчез относительно недавно — в 2000 году. В 2009-м родился его клон, который прожил всего семь минут.

Зачем мне нужен клон?

Пока в теории, но не всегда на практике обсуждаются два вида человеческого клонирования: терапевтическое и репродуктивное. Первый подразумевает клонирование клеток тех или иных тканей (не органов) в целях трансплантации. Полученные таким образом ткани не будут отторгаться организмом пациента, потому что являются по сути его собственными. Полезная вещь.

Как это работает? Берется клетка пациента, ядро которой пересаживается в цитоплазму (внутреннюю среду) яйцеклетки, уже лишившейся своего ядра. Эта яйцеклетка множится, развивается в ранний эмбрион пяти дней от роду. Затем в чашках Петри полученные стволовые клетки превращаются в ткани, необходимые ученым и медикам.

Кому может понадобиться репродуктивный клон? Людям, которые потеряли своих близких и хотят их таким образом вернуть? Но клоны не рождаются с нужным возрастом. Такое бывает разве что в научной фантастике.

Вопросы этики

У клонирования пока слишком много неразрешенных этических проблем. И работа с эмбрионами, пускай на самой ранней стадии их развития, приводит к волнам критики в адрес генетиков. В частности, со стороны религиозных организаций. Все-таки искусственное создание жизни и уподобление богам они одобрить не могут.

К тому же репродуктивное клонирование человека прямо запрещено во многих странах мира и грозит уголовной ответственностью.

Да, отработанные на животных методики существуют и ученые не видят никаких препятствий к клонированию человека, кроме моральных. Однако проблема в том, что животные — не личности.

Нет, я люблю и уважаю животных (не всех), но факт остается фактом: они встроены в нашу пищеварительную цепь. И никто не спрашивает у клона коровы ее мнения по поводу прожарки бифштекса.

Репродуктивное же клонирование человека предполагает, что он не будет простым набором органов, а за годы сформируется в личность, которая сможет коренным образом отличаться от оригинала (это, в частности, демонстрируют близнецы). И правовой статус клона будет неопределенным: какие у него вообще должны быть права и обязанности? Как он должен взаимодействовать со своим оригиналом? Для кого он будет внуком или наследником?

Что касается терапевтического клонирования, то оно также находится под запретом во многих странах мира. Хотя ради научных целей всегда могут сделать исключение.

Высказывалась о клонировании человека и ООН. Негативно.

В Декларации о клонировании человека от 2005 года организация заявила, что применение достижений биологических наук должно служить облегчению страданий и укреплению здоровья личности и человечества в целом.

Документ призывает запретить все формы клонирования людей в такой мере, в какой они несовместимы с человеческим достоинством и защитой человеческой жизни.

Несмотря на это, несмело, стыдливо, но неумолимо к изучению терапевтического клонирования приступает все больше научно-исследовательских институтов. Когда наступит время, человечеству все-таки придется взвесить все за и против, снять этические вопросы и решить моральные дилеммы. Потому что прогресс можно отсрочить, но не отменить.

Электронные книги в каталоге Onliner.by

Источник: https://tech.onliner.by/2018/04/11/klonirovanie-cheloveka

Клонирование. Просто о сложном

Клонирование

Статья на конкурс «био/мол/текст»: 27 февраля 1997 года журнал Nature опубликовал статью эмбриолога и генетика Йэна Уилмата и его коллег об успешном клонировании овечки Долли. С этого момента не прекращались споры о целесообразности и этичности опытов по клонированию многоклеточных организмов. В том числе обсуждались вопросы клонирования человека.

Такие слова, как «клонирование» и «клон», могут вызывать различные ассоциации, начиная от фантастических образов одинаковых людей из известного телесериала и, заканчивая историей появления на свет овечки Долли [1]. Но что же такое клон на самом деле?

Клон — группа генетически идентичных организмов или клеток. Если гены идентичны, то, по сути, клоны — одинаковые существа. «Под ударом» оказывается уникальность отдельного многоклеточного организма, в том числе, возможно, и человека [2].

Сегодня существует ряд этических преград для дальнейшего развития клонирования, тем более в отношении человека. Некоторые мировые религии считают клонирование человека недопустимым. В некоторых странах клонирование запрещено вообще. В части стран запрещено клонирование, при котором воспроизводится целый многоклеточный организм [3].

И хотя предметом споров является клонирование многоклеточных организмов, необходимо понять значение термина «клонирование» в широком смысле слова.

Клонирование в биологии — это появление естественным или искусственным путем нескольких генетически идентичных живых организмов. Термин в том же смысле нередко применяют по отношению к одноклеточным организмам и клеткам многоклеточных организмов.

Термин «клонирование» применим как к растениям, так и к животным. Все идентичные организмы, созданные путем клонирования, называют клонами.

Термин «клонирование» можно использовать в двух значениях.

Естественное клонирование

В действительности, клонирование свойственно и растительному, и животному мирам. Например, вегетативное размножение растений, деление бактерий, клональное размножение ящериц. В том числе рождение близнецов у людей — тоже пример естественного клонирования.

Искусственное клонирование

Это группа методов, при которых целенаправленно создаются клоны молекул, клеток, многоклеточных организмов.

Бактериальное клонирование — это целенаправленное создание и выращивание бактериальных клонов для биотехнологий.

Молекулярное клонирование, при котором получают клоны фрагмента ДНК, а затем вставляют в необходимые клетки.

Искусственное клонирование многоклеточных организмов. При этом виде клонирования можно создать клоны клеток, тканей, целого органа или даже организма. Именно искусственное клонирование многоклеточных организмов является предметом споров и разногласий научного сообщества, религии, и предметом этой статьи.

Совокупность наследственного материала клетки называется геномом. Многоклеточные организмы — эукариоты. Одной из особенностей эукариотических клеток является то, что наследственный материал находится в ядре клетки в виде хромосом, а также в виде кольцевидной ДНК в митохондриях.

Хромосома — нитевидная структура, состоящая из ДНК и белков. Именно ДНК несет генетическую информацию. Например, в ядре клеток человека содержится 23 пары хромосом (то есть всего 46) [4]. В половых клетках человека содержится половина — 23 хромосомы.

При соединении двух половых клеток — маминой и папиной — получается клетка зигота с 46-ю хромосомами (рис. 1). Зигота дает начало всем будущем клеткам и тканям организма.

Таким образом, в естественных условиях все клетки многоклеточного организма несут генетическую информацию от своих отца (мужской гаметы) и матери (женской гаметы) [5].

Клетки, содержащие 23 хромосомы, называются гаплоидными, а содержащие все 46 хромосом — диплоидными. В организме млекопитающих все клетки, кроме половых, являются диплоидными соматическими [4], [6].

Рисунок 1. Результат оплодотворения — зигота человека

У разных млекопитающих — разное количество хромосом (см. табл.).

Название млекопитающегоКоличество хромосом диплоидного набораКоличество хромосом гаплоидного набора
Человек4623
Шимпанзе4824
Овца5427

При клонировании нет процесса оплодотворения (слияния) двух половых клеток. У этого многоклеточного организма (клона) не будет отца и матери в общепринятом смысле слова. У него будет один генетический «родитель». Тот, чье ядро использовалось для клонирования.

Немного истории клонирования

У клонирования сложный и тернистый путь.

Можно сказать, что одной из основ клонирования является клеточная теория, разработанная Теодором Шванном в 1839 году. В 1866 году вышла статья Грегора Менделя по селекции растений, в которой впервые говорится о «единице информации». Таким образом были заложены основы генетики.

В 1886 году профессор-зоолог Московского университета А.А. Тихомиров обнаружил возможность развития шелковичного червя из неоплодотворенного яйца. В 1892 году Г. Дриш впервые изучил, что происходит с генетическим материалом клетки во время ее деления, на бластомерах морского ежа.

Группой ученых также было доказано, что генетическая информация содержится в ядре. В 1902 году два независимых исследователя, У. Саттон и Т. Бовери, описали хромосомы и объявили, что «единицы информации» Менделя находятся в хромосомах. В 1909 году Вильгельм Йоханнсен дал название этим «единицам информации».

С этого момента они стали называться генами. В том же 1909 году советский ученый-гистолог А.А. Максимов впервые использовал термин «стволовая клетка» для клетки, которая дает начало другим клеткам. В 1910 году Томас Хант Морган начал определять расположение различных генов в хромосомах мушек.

Можно смело сказать, что указанные исследования внесли фундаментальный вклад в развитие всех наук о живом, а также заложили основы клонирования.

В 40-х годах прошлого века советский ученый-эмбриолог Г.В. Лопашов проводил эксперименты по переносу клеточных ядер в энуклеированную (лишенную ядра) яйцеклетку земноводных. Аналогичные работы с земноводными проводили эмбриологи Т. Кинг и Р. Бриггс в США. В 50-х годах английский эмбриолог Д.

Гордон пересаживал ядра соматических клеток в яйцеклетки лягушки. В 1963 году Тонг Дизхоу получал клоны карпа. В 1975 году были опубликованы результаты успешной работы Д. Бромхола по клонирования кроликов. В 1983 году Л.А. Слепцова и ее коллеги клонировали костистых рыб (вьюнов).

В 80-х годах прошлого столетия ученый С. Вилладсен провел серию успешных опытов по клонированию сельскохозяйственных животных путем переноса в яйцеклетку ядра зародыша.

В 1997 году Йэн Уилмат и Кейт Кэмпбелл из Шотландии объявили о прорыве: проведено клонирование овцы с использованием соматической, не зародышевой, клетки [1], [7]!

Долли — самка овцы, первое млекопитающее, которое смогли клонировать из зрелой соматической клетки путем замещения ядра. Технология получения этого клона была следующей.

При клонировании Долли использовали клетки двух «родителей» и «суррогатную мать» — еще одну самку овцы. От одного «родителя» брали яйцеклетку, из которой удаляли ядро. От второго брали ядро, извлеченное из соматической клетки (вымени).

Внутрь безъядерной яйцеклетки первой овцы вводили ядро зрелой соматической клетки другой овцы. Затем физическим (электрическим) методом провоцировали процесс деления и образования эмбриона (рис. 2).

После чего эмбрион переносили в матку «суррогатной матери» — овцы.

Рисунок 2. Схема клонирования овцы Долли

Потребовалось очень много попыток клонирования, прежде чем на свет появилась Долли. Ученые — биологи из Шотландии Йэн Уилмат и Кейт Кемпбелл — по праву могут считать себя «Родителями» Долли [1]. В 2003 году Долли пришлось усыпить из-за заболевания легких и артрита. После этого ее забальзамированное тело было выставлено в Королевском музее Шотландии.

В вопросе о клонировании остается много сложного и спорного. Необходимо соблюсти все этические нормы по отношению к живому [8]. Но исследования наверняка будут продолжаться. А мы должны понимать, что за словом «клонирование» скрываются не научно-фантастические рассказы, а реальная технология, которая может принести и практическую пользу.

Например, клонирование может помочь получить животных и растения с необходимыми параметрами, такими как плодовитость, устойчивость к болезням. Опыты с клонированием могут помочь в лечении болезней.

Очень интересной является перспектива использования клонирования для восстановления популяции вымерших или вымирающих видов.

Отдельного внимания заслуживают опыты терапевтического клонирования — получение культуры стволовых клеток для разработки новых методов терапии тяжелых заболеваний, например, онкологических [7].

  1. I. Wilmut, A. E. Schnieke, J. McWhir, A. J. Kind, K. H. S. Campbell. (1997). Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells. Nature. 385, 810-813;
  2. Максимова Е.В. (2015). Клонирование: моральные дилеммы. «Вестник РУДН. Серия: Философия». 2;
  3. Shaun D Pattinson, Timothy Caulfield. (2004). Variations and voids: the regulation of human cloning around the world. BMC Med Ethics. 5;
  4. Лима-де-Фариа А. Похвала «глупости» хромосомы. Исповедь непокорной молекулы. М.: «Бином. Лаборатория знаний», 2012;
  5. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Рачковская И.В., Давыдов В.В. Биология: для поступающих в вузы (5-е изд.). Минск: «Вышэйшая школа», 2015. – 640 с.;
  6. Plopper G., Sharp D., Sikorski E. Lewin's cells. Burlington: Jones & Bartlett Learning, 2015. — 1056 p.;
  7. Миненко И.А. и Сердюков Д.Г. (2014). К вопросу об истории клонирования. «Вестник новых медицинских технологий». 1;
  8. Алексина Т.А. Прикладная этика. М.: РУДН, 2004. — 209 с..

Источник: https://biomolecula.ru/articles/klonirovanie-prosto-o-slozhnom

Клонирование человека возможно? Чем копия отличается от оригинала? В чем вообще смысл? Стыдные вопросы про самую обсуждаемую тему в современной биологии

Клонирование

24 января стало известно, что китайские ученые впервые успешно клонировали приматов способом, который использовался в эксперименте со знаменитой овечкой Долли.

Клонирование — одна из самых удивительных и обсуждаемых тем в современной биологии.

«Медуза» попросила доктора биологических наук, профессора Сколковского института науки и технологий и Университета Ратгерса Константина Северинова ответить на базовые вопросы о клонировании.

Клонирование — это вообще что?

Клонирование — это процесс или технология получения клонов. Клоном принято называть организм, генетически идентичный или почти идентичный другому. Однояйцевые близнецы — это клоны друг друга, так как оба возникли из одной и той же оплодотворенной яйцеклетки. Растения, возникшие путем вегетативного размножения, — например, кусты клубники, — тоже клоны.

Но ребенок — это не клон своих родителей. У каждого человека в клетках есть двойной набор генов: один набор от отца, другой — от матери. При зачатии и отец, и мать передают своему потомству лишь половину своих генов — по одному набору каждый. При этом какой из дублированных генов отца и матери передается потомству, определяется случаем.

Так как версии генов, имеющихся у родителей, немного отличаются друг от друга, то и потомство отличается от родителей. С точки зрения биологии и эволюции это хорошо, потому что увеличивается генетическое разнообразие.

Чем разнообразнее популяция, тем больше вероятность, что при изменении условий внешней среды носители каких-то определенных комбинаций генов выживут и оставят потомство.

Однако в условиях, например, товарного сельскохозяйственного производства разнообразие — это источник проблем.

Если вы хотите поддерживать стадо ангусов с какими-то определенными свойствами, необходимость получения бычков путем полового размножения неизбежно приводит к тому, что не все потомство будет таким же, как исходные животные, и часть животных придется выбраковывать.

Клонирование могло бы решить такую проблему (собственно, в случае с клубникой проблема решена, а вот коровы, увы, усами не размножаются, там все сложнее).

Как ученые вывели овечку Долли? Взяли клетки самки и самца и как-то соединили в пробирке?

Овечку Долли «сделали» следующим образом: взяли клетку вымени овцы и генетический материал этой клетки «подсадили» в яйцеклетку, взятую у другой овцы. При этом собственный генетический материал из этой яйцеклетки был предварительно удален.

Заметьте, что после такой подсадки полученная яйцеклетка имела двойной набор генов — такой же, как в клетке вымени.

А значит, оплодотворения такой яйцеклетки не требовалось! Эта яйцеклетка была подсажена в матку третьей овцы, которая выносила и родила овечку — Долли.

Овца, родившая Долли, — суррогатная мать: генетически она никак не связана с Долли. Та овца, из яйцеклетки которой развилась Долли, не имеет к ней отношения, так как у нее и у Долли почти нет общих генов.

А вот овца, из клетки вымени которой взяли генетический материал для подсадки в яйцеклетку, является «генетической матерью» Долли (а Долли, в свою очередь, ее клоном). Их гены практически идентичны.

Отца у Долли не было — с генетической точки зрения им был отец генетической матери Долли, но получается, что одновременно он был ее дедом.

Чем клонированная копия отличается от оригинала? Они как близнецы или не совсем? 

Однояйцевые близнецы возникают тогда, когда развивающийся эмбрион разделяется на два (или четыре) эмбриона и каждый из них потом независимо развивается во взрослый организм в утробе матери.

В общем, клоны очень похожи на однояйцевых близнецов, только они не рождаются одновременно, а вынашиваются в разное время разными матерями и могут появиться после биологической смерти своего оригинала.

Клон создают на основе генетической программы — ДНК, содержащейся в клетке взрослого или умершего организма. 

Все клетки нашего тела — потомки оплодотворенной яйцеклетки, которая возникла в момент нашего зачатия. Но это не значит, что клетки нашего тела совершенно идентичны. Всякий раз, когда клетка делится, внутри нее копируются гены, молекулы ДНК.

При копировании всегда возникают ошибки, мутации — так же, как случаются опечатки при переписывании длинного текста. При делении клетки организма вроде человека или овцы в ДНК дочерних клеток спонтанно появляется около 50 новых мутаций, не существовавших в ДНК родительской клетки.

То есть гены клетки вымени, из которой получили Долли, на самом деле не полностью идентичны генам яйцеклетки, из которой развилась ее мать.

Со времен Долли много было подобных случаев, когда ученые клонировали животных?

После Долли клонировали рыб, лягушек, грызунов (крыс и мышей), собак и кошек, свиней, лошадей и коров. 24 января стало известно о клонировании приматов — длиннохвостых макак. В целом эта процедура применима к любому организму, просто в каждом конкретном случае много времени уходит на подбор оптимальных условий.

Когда научатся клонировать людей? Или уже научились?

Принципиальных проблем в клонировании людей нет. Если поставить такую задачу, нужно будет оптимизировать опыты по подсаживанию генетического материала из клеток взрослого человека в лишенную собственного генетического материала яйцеклетку. Но клонировать людей запрещено из-за этических проблем.

Чем клонирование может помочь человечеству? Запасная печень? Армия клонов? Эксперименты над клонами?

И с армией клонов, и с экспериментами над ними есть неразрешимые этические проблемы, а также некоторые практические сложности — поэтому делать так не будут.

Возьмем двух близнецов. Перед тем как отнять печень одного из них для другого или проделать над одним из них какой-нибудь острый эксперимент, рассуждая, что второй (то есть клон) останется, придется заручиться согласием первого. Он или она могут отказаться, ведь они личности и имеют такие же права, как другие люди.

Так вот, если вы создали своих клонов, то они, став людьми, а не куском мяса в пробирке, тоже наверняка будут иметь виды на свою печень, которые будут отличаться от ваших.

Так что с печенью или, шире, источником органов проблема в том, что мы не умеем отдельно получать клон печени — в этом случае этических проблем бы не возникало.

По поводу армии клонов. Если вы насоздавали клонов условного депутата Николая Валуева, потому что он большой и устрашающе выглядит, то для получения их в «готовом к употреблению» состоянии вам, а вернее, их суррогатным матерям придется их растить, как растят всех людей, лет до 20.

За это время могут поменяться политические режимы — и необходимость пугать сегодняшних врагов отпадет. Кроме того, никак нельзя исключать, что некоторые из клонов решат стать интеллектуалами и не захотят играть в ваши игры, а захотят, например, заниматься молекулярной биологией.

И заставить их делать что-то только потому, что они клоны какого-то дяди, который, может, уже давно умер, будет сложно против их воли. Гораздо легче завербовать в свои ряды уже существующих людей. 

У клонированных организмов может быть потомство? У них будут какие-то особенности из-за того, что они — потомки клона?

При соблюдении надлежащих условий клонированные организмы не будут отличаться от организмов, возникших естественным путем, и смогут давать потомство.

Другой вопрос, что если полностью исключить половое размножение и перейти на клональное, то с течением времени в поколениях клонов неизбежно накопятся мутации, понижающие приспособленность организма.

Половое размножение — обмен комбинациями генов для создания новых комбинаций — необходимо для поддержания разнообразия и устойчивости видов в течение более длительного времени в условиях непредсказуемо изменяющейся внешней среды.  

Почему многие считают, что клонирование нужно запретить? Что в этом опасного?

Клонирование сельскохозяйственных животных не опасно, а при условии соответствующего развития технологии удобно и выгодно. Проблема возникает, если начать думать про клонирование человека.

С животным просто: клонировал, вырастил, съел, например, бифштекс, и можешь быть уверен, что его качество будет одно и то же на протяжении десятилетий.

Нас ведь, как правило, не волнует вопрос о том, была ли корова, ставшая источником бифштекса, личностью.

Людей же мы воспринимаем как личностей, индивидуальности. Личность формируется не только генетикой, но и воспитанием, временем и местом, в котором человек родился и сформировался, различными случайными причинами и встречами и другими факторами.

Поэтому человеческие клоны не будут одинаковыми личностями (например, однояйцевые близнецы похожи друг на друга внешне, но, безусловно, являются разными людьми со своими собственными жизнями, пристрастиями, разными датами, местами и причинами смерти).

Поэтому, пока не существует государственных режимов, в которых можно использовать людей на условные бифштексы, клонирование людей не опасно. Опасно, если появление таких режимов станет возможным.

Источник: https://meduza.io/feature/2018/02/06/klonirovanie-cheloveka-vozmozhno-chem-kopiya-otlichaetsya-ot-originala-v-chem-voobsche-smysl

Для огородника