Klonavimas ir dirbtinis apvaisinimas
5 (100%) 1 vote

Klonavimas ir dirbtinis apvaisinimas

Klonavimas ir dirbtinis apvaisinimas

Nė viena naujausių mokslo šakų nesukėlė tiek ginčų kaip genų

inžinerija. Jei dėl informacinių technologijų, naujų mašinų, įrengimų,

gamybos būdų keitimo ginčijasi dažniausiai specialistai, tai dėl genų

inžinerijos problemų nuomones skuba pareikšti visi- mokslininkai,

politikai, sociologai, visuomenės veikėjai, įvairių religijų dvasininkai…

Tuo stebėtis nereikia. Genų inžinerija braunasi į slapčiausias gyvybės ir

mirties sferas, nuo jos laimėjimų ar nesėkmių gali priklausyti žmonijos

likimas.

Apie avis ir klonavimą yra girdėjęs kiekvienas Lietuvos gyventojas,

tik galbūt ne kiekvienas susimasto, jog savo gyvenime jau buvo sutikę ne

vieną ir ne du kolonus: kadangi ,,klonas‘‘ yra būtybė, kurios genetinis

kodas identiškas kitai, panašių dvynių poros yra vienas kito klonai.

Nors terminas ,,klonavimas‘‘, t.y. vieno organizmo kūrimas pagal

kito genetinį pavyzdį, paplito tik labai neseniai, šis procesas vyko ir

vyksta nuo pat amžių amžinųjų- kiekviena nauja būtybė nepaliaujamai gamina

naujas ląsteles, kurių genetinis kodas yra identiškas visoms kitoms tos

būtybės ląstelėms, kitais žodžiais tariant, nepaliaujamai klonuojasi.

Ne visos šios ląstelės lieka tame pačiame organizme(arba jas

persodinus į kitą organizmą sudaro neesminę pastarojo dalį). Daugelis

augalų sugeba daugintis klonavimo būdu- pavyzdžiui, ne vienas žmogus yra

atlikęs klonavimo operaciją, pasodindamas augalo lapą į kitą vazoną ir jį

išaugindamas-tokiu būdu yra sukuriamas augalas, genetiškai identiškas savo

,,tėvui‘‘. Negana to, gyvulių ar žmogaus ląstelės, atskirtos nuo kūno, tam

tikruose tirpaluose gali gyventi toliau ir ramiai daugintis, klonuodamos

naujas ląsteles.

Nors plačiai domėtis klonavimu pradėta tik prieš kelerius metus,

pirmieji sėkmingi dirbtiniai gyvūnų klonavimo eksperimentai buvo atlikti

nedaug laiko praėjus po genų atradimo 1952 metais.

Šeštajame dešimtmetyje mokslininkams pavyko klonuoti varles.

Klonavimo principo esmė nebuvo sudėtinga: iš ką tik apvaisinto varlės

kiaušinėlio pašalinama jo DNR molekulė ir pakeičiama DNR , paimta iš kitos

varlės kūno ląstelės. Kiaušinėlis lyg niekur nieko vystosi toliau, ir galų

gale gimsta ideali kitos varlės dvynė.

Devintajame dešimtmetyje buvo klonuoti žinduoliai – pelės: iš

nėščios pelės gimdos embriono paėmus DNR, ją patalpinus ką tik apvaisintame

kiaušinėlyje su pašalinta sava DNR ir pamaloninus maistingais skysčiai,

kiaušinėlis pradeda daugintis ir vystytis į embrioną. Belieka jį įsodinti

kitai pelei į gimdą ir laukti klonuoto peliuko gimimo.

Klonavimo procesas susideda iš 4 operacijų. Nesigilinant į

smulkmenas jas galima aprašyti paprastai:

Pirmiausia iš kokio nors organizmo reikia paimti kiaušialąstę.

Paskui iš jos pašalinti branduolį. Bene sunkiausia operacija- to branduolio

vietoje ,,įtaisyti‘‘ ląstelės iš klonuojamo organizmo, vadinamo, donoru,

branduolį. Toliau- technikos reikalas: kai ta ląstelė pradeda daugintis, ji

persodinama į tos pačios rūšies moteriškos lyties gyvūno gimdą. Belieka

laukti, kol pasaulį išvys klonas.

Pirmasis pasaulyje klonas -avytė Dolly- pasaulyje atsirado

Škotijoje. Daktaro Jano Vilbuto vadovaujamai mokslininkų iš Roslino

instituto netoli Edinburgo grupei pavyko klonavimo būdu gauti tikslią avies

donorės gyvą kopiją.

Dolly turi 3 mamas, nė vieno tėvo. Iš vienos avies tešmens

buvo paimtas ląstelės branduolys su DNR, jis perkeltas į kitos avies

kiaušialąstę, iš kurios buvo pašalintas jos pačios branduolys. Tokį

embrioną implantavo į trečiosios avies gimdą…

Genų inžinierių darbas buvo labai sudėtingas. Doly pasaulį

išvydo po 227 nesėkmingų bandymų. Mokslininkai iš pradžių patys netikėjo

savo akimis. Doly atsirado 1996 m. birželio 5d.,

bet pasauliui apie tai pranešta tik 1997 m. vasario pabaigoje, įsitikinus,

kad nemalonių staigmenų jau nebus.

Tai buvo svarbus įvykis, įžiebęs visuotinį susidomėjimą klonavimu ir

įrodęs, kad suaugusių žinduolių klonavimas įmanomas. Iki tol buvo nežinoma,

ar suaugęs branduolys vis dar gali produkuoti naują gyvūną, ar netrukdys

genetiniai pažeidimai ir genų deaktyvacija.

Bet už Roslin techniką efektyvesnė ir geriau išvystyta yra Honolulu

technika. 1998. 07 m. Havajų universiteto mokslininkai Teruhiko Wakayama ir

Ryuzo Yanagimachi klonavo 3 pelių kartas. O, kai paaiškėjo, kad Honolulu

technika efektyvi, Wakayama klonavo pačius klonus, tuo įrodydamas, kad jie

turi pilnavertes reprodukcines funkcijas.

Dar viena su klonavimu susijusi technika yra dvyninimas

(twinning). Kai natūraliai apvaisintoje kiaušialąstėje prasideda

dalijimasis, 8 ląstelių embrioną galima suskaldyti ir įsodinti į 8 gimdas.

Gims 8 klonai. Bet tai ne suaugusio žinduolio klonavimas. Beje, kiekviena

tyrinėtojų grupė turi savo specifinę klonavimo techniką.

2001.11.25. buvo paskelbta, kad pirmąkart klonuotas žmogaus

embrionas.

KLONAVIMO PROCEDŪROS

|ROSLIN TECHNIKA |HONOLULU TECHNIKA
|

|REIKALINGOS PRIEMONĖS |

|LĄSTELĖS: |LĄSTELĖS: |

|Somatinės donorinės ląstelės; vieno |Somatinės donorinės ląstelės, paimtos|

|audinio tipo ląstelės, paimtos iš |iš norimo klonuoti individo. Jeigu |

|norimo klonuoti individo. (Pvz. avis|tai ne reprodukcinės, odos, kraujo ir|

|Dolly buvo klonuota iš tešmens |kaukų smegenų ląstelės, jas reikia |

|ląstelės). |paveikti telomeraze, kad neimtų senti|

|Neapvaisintos kiaušialąstės paimtos |anksčiau laiko( biologinis laikrodis,|

|iš patelės. |telomerų sutrumpėjimas). Geriausia |

|TERPĖS: |prigyja(cumulus)ląstelės(jas turi tik|

|Donorinių ląstelių augimo terpė, |patelės). Mažiau tinka (sertoli)(jas |

|kurioje jos augs ir dalinsis (kad |turi tik vyrai) ir smegenų ląstelės |

|prisiauginti pakankamą jų kiekį). |*(cumulus)- ląstelė apgaubianti |

|Skurdžioji terpė, skirta donorinėms |kiaušialąstę prie ovuliaciją. |

|ląstelėms minimaliai egzistuoti, |*(sertoli)- ląstelė gaubianti |

|kaijos nustoja dalintis ir įeina į |spermatozoidą. |

|ramybės stadiją. {minimal tissue |Neapvaisintos kiaušialąstės, paimtos |

|culture media}, {petri dishes}. |iš patelės. |

|Natūralus kiaušintakis ar dirbtinė |TERPĖS: |

|kiaušialąsčių augimo terpė, kurioje |Cytochalasin B. |

|dirbtiniu implantavimu apvaisintos |LABORATORINĖS PRIEMONĖS: |

|kiaušialąstės augs ir dalinsis 6 |Mikroskopai, įrankiai ląstelės |

|dienas (avies atveju). |branduolio pašalinimui ir |

|LABORATORINĖS PRIEMONĖS: |implantavimui į kiaušialąstę (tame |

|Inkubatorius, sterilus gaubtas, |tarpe mikrošvirkštelis su adata |

|mikroskopai, įrankiai ląstelių |skaidriu |

|branduolio pašalinimui ( tame tarpe |galu) ir kt. |

|mikrošvirkštelis su adata skaidriu | |

|galu ), mikro elektrostimuliacijos | |

|aparatas ir kt. | |

|DONORINĖS SOMATINĖS LĄSTELĖS |

|Paimkite iš klonuojamo individo vieną ar daugiau ląstelių; bet jos turi būti |

|to paties audinio tipo(pvz. avis Dolly klonuota iš tešmens ląstelės); jos |

|turi būti somatinės(žmoguje- 46 chromosomos), o ne lytinės(žmoguje- 23 |

|chromosomos). |

|Prisiauginkite pakankamaą donorinių ląstelių kiekį. Jeigu tai ne |

|reprodukcinės, odos, kraujo, ir kaulų smegenų ląstelės, jas reikia paveikti |

|telomeraze, kad neimtų senti anksčiau laiko(biologinis laikrodis, telomerų |

|sutrumpėjimas). |

| |Honolulu technika: imamos tos ląstelių|

| |rūšys, kurių natūrali būsena yra {Gap |

| |Zero arba G0}. Taigi T. Wakayama |

| |pasielgė praktiškiau negu I. Wilmut- |

| |jis tiesiog paėmė klonavimui tas |

| |ląstelių rūšis, kurių ciklo net |

| |nereikia sinchronizuoti su |

| |kiaušialąste. Jis naudojo tris |

| |ląstelių tipus: 1) {Sertoli}, 2) |

| |smegenų, 3) {Cumulus}. {Sertoli} ir |

| |smegenų ląstelės būna{G0} stadijoje |

| |visada, o {Cumulus} ląstelės yra |

| |beveik visada arba{G0} arba{G1} |

| |stadijoje. |

| |{Cumulus} geriausiai prigyja. |

| |{Cumulus}- ląstelė apgaubianti |

| |kiaušialąstę prieš ovuliaciją. |

| |{Sertoli}- ląstelė gaubianti |

| |spermatozoidą. |

|SINCHRONIZACIJA: MIEGO STADIJA{G0} | |

|SUKELIAMA SKURDŽIOJE TERPĖJE (tik | |

|Roslin technikoje) | |

|Roslin technika: perkelkite donorines| |

|ląsteles į specialią skurdžią terpę. | |

|To mišinio turi vos pakakti jų | |

|gyvybės palaikymui. Badaujančios | |

|ląstelės išjungia aktyvius genus, | |

|nustoja dalintis ir įeina į miego |
|

|stadiją{Gap Zero}(arba{G0}), kurios | |

|metu apmiršta. Be ciklų | |

|sinchronizacijos kiaušialąstė | |

|donorinio branduolio nepriima | |

|(nugaišta). Šį metodą, kaip | |

|sinchronizuoti donorinės ląstelės ir | |

|kiaušialąstės ciklus, atrado Ian | |

|Wilmut ir Keith Campbell. | |

|KIAUŠIALĄSTĖS IŠBRANDUOLINIMAS |

|Tuo metu, kai kultūrintos donorinės ląstelės jau yra ramybės stadijoje, |

|paimkite neapvaisintą kiaušialąstę ir pašalinkite iš jos branduolį, pvz. |

|išsiurbdami mikrošvirkšteliu, ir tą branduolį išmeskite (Roslin technika, nes|

|Honolulu technikoje klonavimui imamos tik tos ląstelės, kurios beveik visada |

|yra reikalingoje {G0} stadijoje). Stenkitės kiaušialąstę kuo mažiau pažeisti.|

| |DONORINĖS LĄSTELĖS BRANDUOLIO |

| |IŠĖMIMAS(tik Honolulu technikoje). |

| |Honolulu technika: branduolys iš |

| |donorinės ląstelės išsiurbiamas |

| |mikrošvirkšteliu. (Pelės klonavimo |

| |atveju-per kelias minutes po ląstelės |

| |paėmimo iš pelės). |

|IŠBRANDUOLINTOS KIAUŠIALĄSTĖS IR SOMATINĖS LĄSTELĖS(AR TIK JOS |

|BRANDUOLIO) SUJUNGIMAS |

|Roslin technika: paimkite ramybės |Honolulu technika: į išbranduolintą |

|stadijoje esančią donorinę ląstelę |kiaušialąstę su mikrošvirkšteliu |

|įkiškite ją visą pro kiaušialąstės |transplantuokite donorinės somatinės |

|apvalkalo plyšį,- {zona |ląstelės branduolį. Skirtingai nei |

|pellucida}prie kiaušinėlio arba |Roslin technikoje čia buvo išvengta |

|padėkite priglaudę prie |mėgintuvėlio ar kitų dirbtinių terpių,|

|kiaušialąstės. |kultūrinimas atliktas ląstelėje. Po |

| |1-6 val. po transplantacijos įvyksta |

| |chromosomų kondensacija. |

|STIMULIAVIMAS |

|Roslin technika: kiaušialąstės |Honolulu technika: kiaušialąstės |

|elektro stimuliacija.Elektriniu |cheminė stimuliacija. Praėjus valandai|

|dirginimu imituojama aktyvacija, |po transplantacijos kiaušialąstė naują|

|kurią natūraliai sukeltų |branduolį įsisavina, o dar po 5 |

|spermatozoidas. Tai sukelia ląstelių |valandų kiaušialąstė įdedama į cheminę|

|susiliejimą, kurį galite stebėti per |terpę, kad prasidėtų ląstelės augimo |

|mikroskopą. Tuo pačiu suaktyvinamas |šuolinis startas(jumpstart), kurį |

|embriono vystymąsis. |gamtoje įnicijuoja apvaisinimas. |

|Manoma, kad genetinė programa |Naudojama cheminė substancija yra |

|pradedama realizuoti, kai donorinės |cytochalasin B. Ji neleidžia formuotis|

|ląstelės signalai pakeičiami |poliariniam kūnui(arba porinei |

|kiaušialąstės signalais. |ląstelei), kuris paprastai |

|Elektrostimuliacija padeda perduoti |susiformuoja dar prieš apvaisinimą ir |

|tuos signalus pro branduolio |paima iš ląstelės pusę genų(žmoguje- |

|membraną. Tai yra įprasta technika |23 chromosomas), paruošdamas ją |

|DNR molekulių įvarymui pro ląstelės |priimti genus iš spermatozoido. |

|membraną. Deja, mažai elektriškai | |

|aktyvuotų ląstelių išgyvena ir išauga| |

|į embrioną. | |

|KLONŲ SKAIČIAUS GAUSINIMAS |

|Būtinai pakartokite praeitas procedūras daug kartų, kad gautumėte pakankamai |

|klonų. Žinokit, kad dėl ląstelės pažeidimų ir kitų žalingų faktorių, daugelis|

|bandinių žus. Jei viskas daroma teisingai, vienas iš kelių šimtų bandymų |

|turėtų pavykti ir gims normalus donorinio gyvūno replikuotas(kopija). |

| |

|Roslin technika. I .Wilmut |Honolulu technika. T. Wakayama‘i su |

|klonuojant avį, sėkmės santykis |pelėmis pasisekė labiau: 3 iš 100 |

|buvo 1 iš 227. | |

| |

|EMBRIONO AUGINIMAS DIRBTINĖJ ARBA NATŪRALIOJ TERPĖJ |

|Išlikusiam gyvam embrionui sudarykite sąlygas augti ir kelis kartus |

|pasidalinti natūraliame kiaušintakyje{oviduct} arba pakankamai panašioje |

|terpėje.
|

| |Honolulu technika. Po minėto šuolinio |

|Roslin technika. Bandymams |starto ląstelė dalijasi ir vystosi į |

|pasirinkta avis patogumo dėlei. Jos|embrioną, kurį galima transplantuoti į |

|kiaušinėlis prieš pradėdamas |surogatinę motiną iki gimdymo. Geriausiai|

|dalytis laukia kelias valandas- |procesą ištvėrė {cumulus}ląstelės, todėl |

|galbūt kiaušinėliui reikia laiko |tyrimai buvo sukoncentruoti į šio tipo |

|persiprogramuoti naują branduolį. |ląsteles. Iki tol pelės buvo laikytos |

|Vienas iš nedaugelio išgyvenęs |vienu iš sunkiausiai klonuojamų |

|embrionas maždaug 6 paras augo |žinduolių, nes, beveik iškart po pelės |

|inkubuotas į avies |kiaušialąstės apvaisinimo prasideda |

|kiaušintakį{oviduct}. Ir aišku, |dalijimasis. Netgi ir be šios „prabangos“|

|žymiai dažniau išgyvena ląstelės, |T. Wakayama ir R. Yanagimachi sugebėjo |

|ankstyvoje savo vystymosi stadijoje|klonuoti,ir net su daug aukštesniu |

|įdedamos į kiaušintakius, negu |pasisekimo laipsniu (3 iš 100) negu I. |

|inkubuotos laboratoriškai. |Wilmut (1 iš 277). |

|IMPLANTAVIMAS Į GIMDĄ |

|Implantuokite embrioną į patelės gimdą. Avies atveju tai buvo padaryta po to,|

|kai embrionas 6 paras paaugoavies kiaušintakyje {oviduct}. Jeigu nieko blogo |

|neatsitiks, jis bus normaliai išnešiotas ir pagimdytas. Bet, kaip ir |

|identiškų dvynių atveju, tai nebus tiksli donorinio individo kopija. |

Idėja paprasta:pašalinti kiaušinėlio DNR ir perkelti į jį kūno ląstelės

DNR. Tačiau sugebėjimas išjudinti procesą yra greičiau spėlionės nei

tikslus mokslas, priklausantis nuo laiko ir technikos. Štai keletas

pagrindinių sunkumų.

|Pašalinti DNR|SUNKUMAI: | | |

|Iš žmogaus |A)Kiaušinėlis yra |B)Tėra keletas |C)Jei kartu su DNR|

|kiau- |labai |valandų, |paša- |

|šialąstės |trapus. Tad gali |per kurias galima pa-|linama per daug |

| |pri- |ruošti kiaušinėlį |ląste- |

| |reikti šimtus kartų|klo- |lienos, |

| |mė- |navimui.Po to jis |kiaušinėlis tam- |

| |ginti, kol pavyks |pra- |pa bevertis. |

| |mik- |randa gebėjimą atsis-| |

| |roskopine adata |tatyti. | |

| |išvynio- | | |

| |ti chromosomas iki | | |

| |2 | | |

| |metrų nesunaikinant| | |

| | | | |

| |kiaušinėlio. | | |

|Į kiaušinėlį |A)Niekas nažino, su|B)Kai kurie |C)Kiti |

|per- |kuriomis |mokslinin- |mokslininkai genus|

|kelti naujus |kūno ląstelėmis |kai naudoja elektros |išsiurbia iš |

|ge- |lengviau- |srovę,kad visa |ląstelės ir |

|nus. |sia dirbti. |ląstelė |įšvirkščia į |

| |Lengviausia pa- |būtų sujungta su |kiaušinėlį, |

| |siekiamos odos |kiau- |tačiau proceso |

| |ląstelės nė- |šinėliu, tačiau |metu daž- |

| |ra patogios,nes jos|tarpas |nai pažeidžiamos |

| |labai |tarp sienelių dažnai |chro- |

| |didelės. |būna per mažas,o sro-|mosomos. |

| | |vė per stipri. | |

|Priversti |A)Klonuojant sėkla |B)Kad kiaušinėlis | C)Tėra kokios 4 |

|kiauši- |nenaudojama |augtų mokslininkai |valandos, per |

|nėlį vystytis|todėl mokslininkai |naudoja elek- |kurias |

| |turi ,,ap |tros srovę arba |kiaušinėlis |

| |gauti‘‘ kiaušinėlį,|chemika- |reaguoja |

| |kad jis yra |lus. Abiem būdais |į signalus augti. |

| |apvaisintas. |lengva | |

| | |jį užmušti. | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

| | | | |

|Surinkti pir-|A) Sukurta daug | B) Biologai | C)Pirminės |

|mines |įvairių maitinamųjų|nesutaria, ko- |ląstelės |

|ląsteles |mišinių, kad |kiu kiekiu deguonies |turi būti |

|
|pirminės ląstelės |turi |atskirtos nuo |

| |daugin- |būti aprūpintos |kitų ir auginamos,|

| |tųsi, bet nežinia, |ląstelės, kad išaugtų|kol |

| |kuris |sveikiausios. |tampa savarankiška|

| |yra geriausias. | |kolonija. |

|Priversti |A) Yra tūkstančiai | B) Net jei bus | C) Mūsų kūne yra |

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 2364 žodžiai iš 7845 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.