Información sobre la clonación
Clone es la transliteración del inglés clone. En pocas palabras, es un método de reproducción asexual inducido artificialmente. Pero la clonación es diferente de la reproducción asexual. La reproducción asexual se refiere a un método reproductivo en el que un solo organismo produce descendencia sin la unión de células germinales masculinas y femeninas. Los métodos de reproducción comunes incluyen la reproducción de esporas, la reproducción por gemación y la reproducción por fisión. La producción de nuevos individuos mediante capas o injertos de raíces, tallos y hojas de plantas también se denomina reproducción asexual. Animales como ovejas, monos y vacas no pueden reproducirse asexualmente sin manipulación artificial. Los científicos llaman clonación al proceso de manipulación genética artificial de la reproducción animal, y esta biotecnología se llama tecnología de clonación.
El proceso básico de la clonación consiste en trasplantar el núcleo de una célula donante que contiene material genético a un óvulo sin núcleo y luego estimular las dos células para que se fusionen en una mediante estimulación de microcorriente, y luego promover la división de la nueva célula, reproducirse y desarrollarse hasta convertirse en embriones. Cuando el embrión se desarrolla hasta un cierto nivel, se implanta en el útero del animal para dejarlo preñado, y luego puede nacer un animal genéticamente idéntico al donante de células. Durante este proceso, si las células del donante son modificadas genéticamente, se producirán los mismos cambios en los genes de la descendencia asexual.
La tecnología de clonación no requiere el apareamiento de macho y hembra, ni requiere la combinación de esperma y óvulos. Sólo requiere extraer una sola célula de un animal, cultivarla hasta convertirla en un embrión mediante métodos artificiales y luego implantar el embrión en una hembra para reproducir un nuevo individuo. El 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 del Reino Unido y Oregón han desarrollado sucesivamente "ovejas clonadas" y "monos clonados". El éxito de la tecnología de clonación ha sido calificado de "evento histórico e iniciativa científica". Algunas personas incluso piensan 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" y "replicantes", lo que ha atraído una amplia atención en todo el mundo. ¿La clonación es una tragedia o una bendición para los seres humanos? 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 locos de la guerra como Hitler, ¿qué aportará a la sociedad humana? Incluso si se utiliza para "copiar" a la gente común, generará una serie de problemas éticos. Si la tecnología de la clonación se aplica a la producción ganadera, se producirán cambios fundamentales en el cultivo y la reproducción de excelentes razas de ganado. 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 ponen en peligro la vida y la salud humanas. La tecnología de clonación, al igual que la tecnología de energía atómica, es un arma de doble filo con la empuñadura en manos humanas. La humanidad debe tomar medidas conjuntas para evitar el surgimiento de la "clonación humana" y permitir que la tecnología de clonación beneficie a la sociedad humana.
Estado de la investigación sobre la tecnología de clonación
Primero, las primeras investigaciones sobre clonación
La palabra clon es la transliteración de la palabra inglesa clone. Como sustantivo, c1one suele traducirse como clon asexual. La composición genética de todos los miembros de un mismo clon es idéntica a menos que existan mutaciones. La clonación de plantas, animales y microorganismos naturales existe desde hace mucho tiempo en la naturaleza. Por ejemplo, los gemelos idénticos son en realidad clones. Sin embargo, la incidencia de la clonación natural de mamíferos es extremadamente baja, el número de miembros es pequeño (normalmente dos), carece de propósito y rara vez puede utilizarse en beneficio de la humanidad. Por lo tanto, la gente comenzó a explorar métodos artificiales para producir clones de animales superiores. De esta manera, la palabra clonación comenzó a utilizarse como verbo para referirse al acto de criar artificialmente animales clonados.
Actualmente existen dos métodos principales para producir clones de mamíferos: la segmentación embrionaria y la transferencia nuclear. Dolly, la oveja clonada y varios animales clonados desarrollados por científicos de varios países, adoptaron posteriormente la tecnología de transferencia nuclear. La llamada transferencia nuclear se refiere al proceso de trasplantar los núcleos de embriones o animales adultos en diferentes etapas de desarrollo a ovocitos enucleados mediante microcirugía y fusión celular para reformar el embrión y madurarlo. A diferencia de la tecnología de segmentación de embriones, la tecnología de transferencia nuclear, especialmente la tecnología de transferencia nuclear en serie, puede producir un número ilimitado de individuos genéticamente idénticos. Dado que la transferencia nuclear es un método eficaz para producir animales clonados, a menudo se la denomina tecnología de clonación animal.
La idea de clonar animales mediante tecnología de transferencia nuclear fue propuesta por primera vez por Hans Spielmann en 1938.
Lo llamó un "experimento extraño" en el que se extraían núcleos de embriones en desarrollo (maduros o inmaduros) y se trasplantaban a óvulos. Esta idea es ahora la forma básica de clonar animales.
A partir de 1952, los científicos utilizaron por primera vez ranas para realizar experimentos de clonación por transferencia nuclear y, sucesivamente, obtuvieron renacuajos y ranas adultas. Desde 65438 hasta 1963, un equipo de investigación científica dirigido por el profesor Tong Dizhou en mi país estudió por primera vez la tecnología de transferencia nuclear de embriones de peces utilizando peces de colores como material y logró el éxito.
El primer resultado en la investigación sobre la transferencia nuclear de embriones de mamíferos se logró en 1981: Carl Ilmenzer y Peter Hope utilizaron células embrionarias de ratón para cultivar ratones normales. En 1984, Steen Willadsen clonó una oveja nacida viva utilizando células embrionarias inmaduras tomadas de oveja. Posteriormente, otros repitieron su método experimental utilizando diversos animales como vacas, cerdos, cabras, conejos y macacos. En 1989, Willardson obtuvo la vaca clonada de segunda generación mediante transferencia nuclear continua. En 1994, Neil First clonó una vaca a partir de un embrión en etapa avanzada con al menos 120 células. En 1995, la transferencia nuclear había tenido éxito principalmente en embriones de mamíferos, incluidos embriones congelados y generados in vitro; también se habían intentado experimentos de transferencia nuclear con células madre embrionarias o células madre adultas. Sin embargo, hasta 1995 la transferencia nuclear de células diferenciadas en animales adultos no había tenido éxito.
2. La importancia y las repercusiones de la oveja clonada "Dolly"
Los hechos anteriores muestran que en febrero de 1997, el equipo de investigación científica del Dr. Wilmut en el Instituto Roslin anunció el éxito antes de la Cuando se creó la oveja clonada con células somáticas "Dolly", la tecnología de transferencia nuclear de células embrionarias había logrado grandes avances. De hecho, la clonación de Dolly siguió todo el proceso de transferencia nuclear embrionaria en la tecnología de transferencia nuclear, pero esto no reduce la importancia de Dolly, porque es el primer animal en el mundo que nace mediante transferencia nuclear de células somáticas, y es un pionero en el campo de la tecnología de clonación. Un gran avance. Este enorme progreso significa que: se ha demostrado teóricamente que el núcleo de la célula animal diferenciada es totipotente, al igual que las células vegetales, y que el material genético en el núcleo no sufrirá cambios irreversibles durante el proceso de diferenciación; la práctica ha demostrado que el uso de células somáticas puede; La tecnología de clonación animal es factible. Se pueden utilizar innumerables células idénticas como donantes para trasplantes nucleares, y se pueden realizar una serie de operaciones genéticas complejas en estas células donantes antes de fusionarlas con óvulos, proporcionando así la base para criar animales excelentes. especies y grandes poblaciones La producción a gran escala de animales transgénicos proporciona un método eficiente.
Teóricamente, usando el mismo método, la gente puede copiar "clones", lo que significa que es completamente posible que los dictadores de la ciencia ficción se clonen a sí mismos. Por tanto, el nacimiento de "Dolly" provocó fuertes repercusiones en los círculos científicos, políticos e incluso religiosos de todo el mundo, y desencadenó una discusión sobre las cuestiones morales derivadas de la clonación humana. Los gobiernos y personas de varios países han respondido: la clonación humana no es ética. A pesar de esto, la gran importancia teórica y el valor práctico de la tecnología de clonación han llevado a los científicos a acelerar la investigación, llevando así la investigación y el desarrollo de la tecnología de clonación animal a un clímax.
3. Resultados importantes de la investigación sobre clonación en los últimos tres años
El nacimiento de la oveja clonada Dolly ha desencadenado un auge de la investigación sobre clonación en todo el mundo. Posteriormente, los informes sobre la clonación de animales continuaron uno tras otro. En marzo de 1997, un mes después del nacimiento de Dolly, científicos de Estados Unidos, China, la provincia china de Taiwán y Australia anunciaron la noticia de que habían clonado con éxito monos, cerdos y vacas. Pero todos se clonan utilizando células embrionarias, por lo que su importancia no se puede comparar con la de Dolly. En julio del mismo año, el Instituto Roslin y PPL anunciaron que Polly, la primera oveja transgénica del mundo con genes humanos, había sido clonada a partir de fibroblastos fetales transgénicos. Este logro muestra el gran valor de aplicación de la tecnología de clonación en la cría de animales transgénicos.
En julio de 1998, la Universidad de Hawaii en Wakayama informó que 27 ratones supervivientes fueron clonados a partir de células de cúmulo de ratón, 7 de los cuales eran descendientes de los ratones clonados. Esta fue la primera vez después del segundo lote. de la descendencia del trasplante nuclear de células somáticas de mamíferos. Además, Wakayama y otros utilizaron una nueva tecnología de clonación que era relativamente simple y tenía una alta tasa de éxito diferente a la de Dolly, y la llamaron "Tecnología Honolulu" por la ubicación de la universidad.
Desde entonces, científicos de Estados Unidos, Francia, Países Bajos y Corea del Sur también han informado del éxito de la clonación de células somáticas de ganado. El entusiasmo investigador de los científicos japoneses es particularmente sorprendente. De julio de 1998 a abril de 1999, Universidad de Agricultura de Tokio, Universidad Feng Jing'en, Grupo Empresarial de Mejora del Ganado, campos de pruebas de ganado locales (Prefectura de Ishikawa, Prefectura de Oita, Prefectura de Kagoshima, etc.) y empresas privadas (como Ginxue, la empresa láctea más grande de Japón). Dairy, etc.) informaron que usaban orejas de vaca y músculos de la cadera. A finales de 1999, se habían producido con éxito en el mundo clones de células somáticas de seis tipos de células: fibroblastos fetales, células mamarias, células del cúmulo, células epiteliales de las trompas de Falopio/uterinas, células musculares y células de la piel del oído.
En junio de 2000, la Universidad AF en el noroeste de China clonó dos "ovejas clonadas" utilizando células somáticas de cabra adulta, pero una de ellas murió debido a una displasia del sistema respiratorio. Según los informes, la tecnología de clonación utilizada por el equipo de investigación es completamente diferente de la tecnología de clonación de Dolly, lo que demuestra que los científicos chinos también dominan la tecnología de vanguardia de la clonación de células somáticas.
Los experimentos de transferencia nuclear entre diferentes especies también han logrado algunos resultados gratificantes. En junio de 1998, científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison clonaron con éxito embriones de cinco mamíferos: cerdos, vacas, ovejas, ratones y macacos. Los hallazgos muestran que los huevos no fertilizados de una especie pueden combinarse con núcleos de células maduras de muchos animales. Aunque estos embriones fueron abortados, fueron un intento útil de explorar la posibilidad de la clonación xenogénica. En 1999, científicos estadounidenses clonaron embriones de argali a partir de huevos de vaca. Los científicos chinos también han clonado un embrión temprano de un panda gigante a partir de un huevo de conejo, lo que indica que la tecnología de clonación puede convertirse en una nueva forma de proteger y salvar a los animales en peligro de extinción.
IV. Perspectivas de aplicación de la tecnología de clonación
La tecnología de clonación ha mostrado amplias perspectivas de aplicación, que se pueden resumir en los siguientes cuatro aspectos: (1) cultivar variedades excelentes y producir animales de experimentación; (2) Producción de animales genéticamente modificados; (3) Producción de células madre embrionarias humanas para terapia de reemplazo de células y tejidos; (4) Reproducción de especies animales en peligro de extinción, preservación y difusión de recursos de especies animales. A continuación se describe brevemente la producción de animales transgénicos y células madre embrionarias.
La investigación sobre animales transgénicos es uno de los temas más atractivos y prometedores en el campo de la bioingeniería animal. Los animales transgénicos pueden utilizarse como donantes para trasplantes de órganos médicos, como biorreactores y para el mejoramiento genético del ganado y el establecimiento de modelos experimentales de enfermedades. Sin embargo, actualmente no existen muchas aplicaciones prácticas de los animales transgénicos. Además de los modelos médicos de ratones transgénicos modificados genéticamente, desde hace mucho tiempo, desde hace más de 10 años, se investiga la producción de proteínas farmacéuticas en biorreactores mamarios de animales transgénicos. Sin embargo, actualmente solo hay 2 medicamentos en el mundo que han entrado en ensayos clínicos de fase III, y de 5 a 6 medicamentos han entrado en ensayos clínicos de fase II. Sin embargo, aún no se han creado líneas ganaderas transgénicas cuyas características agronómicas hayan sido mejoradas y puedan utilizarse en la producción ganadera. La baja eficiencia de producción de los animales transgénicos, el alto costo y la falla regulatoria causada por la dificultad de la integración en sitios fijos, la separación de rasgos genéticos en la descendencia reproducida sexualmente de animales transgénicos y la dificultad para mantener el excelente éxito de sus ancestros son las principales razones que restringen el progreso práctico de los animales transgénicos en la actualidad.
El éxito de la clonación de células somáticas ha desencadenado una nueva revolución en la producción de animales transgénicos. La tecnología de clonación de células somáticas animales proporciona la posibilidad técnica de amplificar rápidamente los efectos innovadores del germoplasma producidos por los animales transgénicos. El uso de tecnología simple de transfección de células somáticas para transferir el gen objetivo puede evitar las dificultades e ineficiencias de las células germinales del ganado. Al mismo tiempo, esta línea celular transgénica se puede utilizar para realizar pruebas previas de integración transgénica y preselección de género en condiciones de laboratorio. Antes del trasplante nuclear, el gen de fusión del gen extraño diana y el gen marcador (como el gen LagZ y el gen del antibiótico neomicina) se introducen en las células somáticas cultivadas, y luego las células transgénicas positivas y sus clones se examinan a través del expresión del gen marcador y luego se trasplantan las células positivas. Los núcleos de las células se trasplantan a los ovocitos enucleados. En teoría, los animales finales producidos deberían ser 100 animales transgénicos positivos. Mediante este método, Schnieke et al. (Bio Report, 1997) han obtenido con éxito 6 ovejas transgénicas, 3 de las cuales tienen el gen del factor IX de coagulación humano y el gen marcador (gen de resistencia a la neomicina), y 3 de las cuales tienen el gen marcador. La tasa de integración del gen fuente llega a 50.
Chibelli (Science, 1997) también obtuvo tres bovinos transgénicos mediante transferencia nuclear, confirmando la eficacia de este método. Se puede observar que una de las direcciones de aplicación más importantes de la tecnología de clonación animal en la actualidad es el desarrollo de animales clonados transgénicos de alto valor agregado.
Las células madre embrionarias son células madre totipotentes con potencial para formar todos los tipos de células adultas. Los científicos han estado intentando inducir varias células madre para que se diferencien en tipos de tejidos específicos para reemplazar los dañados en el cuerpo, por ejemplo mediante la implantación de células productoras de insulina en los diabéticos. Los científicos han podido convertir células ES de cerdo en cardiomiocitos latentes, células ES humanas en células neurales y mesenquimales y células ES de ratón en células endodérmicas. Estos resultados abren el camino a terapias de reemplazo de células y tejidos. Actualmente, los científicos han aislado con éxito células ES humanas (Thomson et al. 1998, Science), y la tecnología de clonación de células somáticas ofrece la posibilidad de producir las propias células ES del paciente. Las células somáticas del paciente se trasplantan a ovocitos enucleados para formar embriones recombinantes, que se cultivan en blastocistos in vitro. Luego, las células ES se aíslan de los blastocistos y las células ES obtenidas se dirigen para diferenciarse en tipos de células específicas (como células nerviosas y musculares). células sanguíneas) para terapia de reemplazo. El objetivo final de este método de transferencia nuclear es tratar células madre en lugar de obtener individuos clonados, lo que los científicos llaman "clonación terapéutica".
La aplicación de la tecnología de clonación en la investigación básica también es muy significativa, ya que proporciona herramientas para estudiar mecanismos como la embriogénesis y los gametos, la diferenciación de células y tejidos, la regulación de la expresión genética y la interacción nucleocitoplasmática.
Verbo (abreviatura de verbo) Problemas en la tecnología de clonación
Aunque la tecnología de clonación tiene amplias perspectivas de aplicación, todavía está lejos de la industrialización. Como nuevo campo de investigación, la tecnología de la clonación aún no está madura en teoría y tecnología. En teoría, el mecanismo por el cual el material genético se reprograma mediante la clonación de células somáticas diferenciadas (un proceso en el que todos o la mayoría de los genes del núcleo celular se desactivan y la célula recupera la totipotencia) aún no está claro. Cuestiones como si los animales clonados recordarán la edad de las células del donante, si las sucesivas descendencias de animales clonados acumularán genes mutados y el papel genético desempeñado por las mitocondrias citoplasmáticas en el proceso de clonación están sin resolver.
En la práctica, la tasa de éxito de la clonación de animales sigue siendo baja. En el experimento para criar a Dolly, el equipo de investigación de Wilmut fusionó 277 óvulos con núcleos de células trasplantadas y sólo obtuvo una oveja viva, Dolly, con una tasa de éxito de sólo 0,36. Al mismo tiempo, las tasas de éxito de la clonación de fibroblastos embrionarios y células embrionarias fueron solo 65.438 ± 0,7 y 65.438 ± 0,5 respectivamente. 88868688666
Además, algunos individuos nacidos mostraron deficiencias fisiológicas o inmunes. Tomemos como ejemplo el ganado clonado criado en Japón, Francia y otros países. En febrero de 2000, habían nacido en Japón 121 animales clonados con células somáticas, pero sólo 64 sobrevivieron. Los resultados mostraron que la función placentaria de algunos terneros era imperfecta y que el contenido de oxígeno y la concentración del factor de crecimiento en la sangre eran inferiores a los niveles normales. El timo, el bazo y los ganglios linfáticos de algunos terneros se desarrollan de forma anormal; los fetos de animales clonados generalmente tienden a desarrollarse más rápido que los animales comunes, lo que puede ser la causa de la muerte.
Incluso Dolly, que se estaba desarrollando normalmente, tenía signos de envejecimiento prematuro. Los extremos de los cromosomas, llamados telómeros, determinan el número de veces que una célula puede dividirse: con cada división, los telómeros se acortan y, cuando se agotan, la célula pierde la capacidad de dividirse. En 1998, los científicos descubrieron que los telómeros de las células de Dolly eran más cortos de lo normal, lo que significaba que sus células estaban en un estado más envejecido. En aquel momento se pensó que esto podría deberse a la clonación de Dolly a partir de células de ovejas adultas, de modo que sus células llevaran la huella de las células adultas. Sin embargo, esta explicación ahora está siendo cuestionada. Robert Lanza, médico de Massachusetts, EE.UU., clonó ganado utilizando células senescentes cultivadas y obtuvo seis terneros. Entre 5 y 10 meses después del nacimiento, se descubrió que los telómeros de estas vacas clonadas eran más largos que los de los terneros normales de la misma edad, y algunos eran incluso más largos que los de los terneros recién nacidos normales. Actualmente, no está claro por qué este fenómeno difiere del caso de Dolly.
Sin embargo, este experimento muestra que, en algunos casos, el proceso de clonación puede alterar el reloj molecular de las células maduras, provocando que "rejuvenezcan". El impacto de este cambio en la vida útil de los animales clonados requiere más observación.
Además de los obstáculos teóricos y técnicos antes mencionados, las implicaciones éticas de la tecnología de clonación (especialmente su uso en embriones humanos) y la fuerte reacción pública a ella también limitan su aplicación. Sin embargo, el desarrollo de la tecnología de clonación en los últimos años muestra que la mayoría de los países del mundo no se quedan atrás y nadie ha abandonado la investigación sobre tecnología de clonación. En este punto, la actitud del gobierno británico es muy representativa. Menos de un mes después de febrero de 1997, el Comité Británico de Ciencia y Tecnología publicó un informe especial sobre la tecnología de clonación, indicando que el gobierno británico reconsideraría esta decisión y creía que no era prudente prohibir ciegamente esta investigación. La clave es establecer ciertas normas y utilizarlas en beneficio de la humanidad.
Encuestado: Gobernador☆Gobernador-Nivel de libertad condicional 1 3-7 20:59.
1. El concepto de clonación
Como todos sabemos, la reproducción de los organismos se logra mediante la reproducción. Hay dos formas de reproducción biológica: una se llama reproducción sexual y la otra se llama reproducción asexual.
La reproducción sexual es una forma de reproducción en la que las células reproductoras (espermatozoides y óvulos) de ambos sexos se fusionan y se desarrollan formando descendencia. La reproducción asexual no se produce mediante la unión de células germinales hermafroditas, sino mediante la división y reproducción del propio organismo o el crecimiento y desarrollo de sus células somáticas para formar individuos. La reproducción asexual es común en plantas y algunos animales (como los unicelulares y los animales inferiores).
Clon es la transliteración de la palabra inglesa "clone", derivada del griego klon, que significa plántula o ramita, y hace referencia a algunas plantas que se reproducen asexual o vegetativamente. Con el paso del tiempo y el desarrollo de la ciencia, su significado ha aumentado mucho, como por ejemplo un grupo de células producidas cuando una célula se cultiva in vitro una secuencia de ADN producida por una secuencia "parental", etc. En una palabra, la clonación se refiere a la obtención de un grupo de células o individuos genéticamente idénticos a partir de una célula o individuo mediante reproducción asexual.
El Sun Wukong del famoso clásico chino "Viaje al Oeste" puede "transformarse" en muchos Sun Wukong simplemente arrancándose un pelo de la boca y soplando un cuento de hadas. Porque al tirar de un dedo inevitablemente se producirá un grupo de células, y este grupo de células puede cultivar un grupo del mismo Sun Shengda. Esto también es reproducción asexual. Es solo que las habilidades de Sun son muy altas y puede "clonar" miles de sí mismo en un instante. En definitiva, la clonación es reproducción asexual, es decir, "duplicación" y "duplicación".
En segundo lugar, la clonación de plantas
La reproducción asexual (clonación) es inherentemente un método de reproducción de bajo nivel. Cuanto menor sea el nivel de evolución biológica, más probable será que adopte este método de reproducción, y cuanto mayor sea el nivel de evolución, menos probable será que adopte este método de reproducción. Debido a que los organismos inferiores, como los microorganismos, se reproducen dividiéndose, y el material genético de la descendencia después de la división es exactamente el mismo que el de sus padres, en este sentido, los microorganismos no tienen "individuos" y no mueren. Aunque todavía existen algunas diferencias entre los padres y los descendientes de los microorganismos en sentido estricto, sus entornos nutricionales externos seguirán siendo diferentes. Desde la perspectiva de los animales superiores, esta diferencia parece demasiado insignificante. En los casos en que esta diferencia sea insignificante, uno puede afirmar que es inmortal para los microorganismos. La muerte es producto de la evolución biológica hacia un estadio superior. Las células normales o cancerosas cultivadas in vitro mediante tecnología de clonación en la investigación biomédica también se denominan "líneas celulares inmortalizadas", es decir, estas células son "inmortales".
La investigación biomédica ha entrado en el nivel microscópico. El uso de tecnología de clonación para cultivar líneas celulares inmortales de células normales o anormales es una tarea muy ardua, pero ha atraído cada vez más la atención de las comunidades científica y médica en diversos países. países. En la agricultura, la gente ha utilizado esquejes, acodos y otros métodos para cultivar plantas adecuadas a las necesidades humanas. En términos de cría de animales, todos los países están realizando investigaciones sobre tecnología de clonación para producir animales más excelentes. Sin embargo, en los organismos superiores, el desarrollo de células somáticas de un adulto hasta convertirse en un adulto es un avance importante en la tecnología de clonación.
Hace años, investigadores de la Universidad de Cornell en Estados Unidos agitaron zanahorias maduras a alta velocidad para obtener células individuales de zanahoria y luego colocaron estas células individuales en un medio de crecimiento para cultivar zanahorias genéticamente idénticas.
Este experimento confirmó la teoría de la totipotencia de las células vegetales. La llamada teoría de la totipotencia de las células vegetales significa que cada célula de una planta, incluidas las células somáticas, tiene el potencial de desarrollarse hasta convertirse en un individuo completo.
La teoría de la totipotencia de las células vegetales ha sido ampliamente probada en el mundo vegetal. Ahora podemos obtener una planta completa a partir de cualquier célula, tejido y órgano vivo de la planta y producir muchas plantas mediante cultivo artificial in vitro. Esta técnica se llama cultivo de tejidos. Se ha utilizado a escala industrial para producir plántulas in vitro de flores y cultivos como la caña de azúcar.
En tercer lugar, el proceso de clonación animal
El estudio de la reproducción asexual de los animales siempre ha sido un tema explorado por los científicos. Debido a que los humanos han estado cultivando razas de ganado mediante reproducción sexual durante miles de años, el resultado ha sido la producción de algunos individuos o grupos sobresalientes. Pueden satisfacer las necesidades y deseos humanos mejor que los individuos comunes y corrientes. Por ejemplo, una vaca con una producción de leche especialmente alta, un grupo de ovejas con una producción de lana especialmente alta, un caballo de carreras premiado o un excelente perro policía. Sin embargo, el desempeño de los hijos reproducidos sexualmente puede no ser el mismo que el de sus padres, y algunos pueden incluso ser peores que sus padres. La razón es que el óvulo o el espermatozoide solo porta la mitad de los alelos que componen al padre, y puede haber combinaciones casi infinitas de alelos, por lo que se producirán diferentes descendientes. Los hermanos varían mucho de un hermano a otra, ya que es extremadamente difícil tener exactamente el mismo genotipo.
Por lo que es difícil mantener un fenotipo mediante la reproducción sexual. Si se obtiene un fenotipo deseado, como una vaca con alta producción de leche, entonces mantener, expandir y propagar este fenotipo a través de la reproducción asexual, es decir, producir muchos individuos genéticamente idénticos, desde una perspectiva económica. Mire, obviamente hay valor.
Los óvulos se cultivan hasta convertirlos en adultos.
De 1951 a 1959, el famoso biólogo celular de mi país, Zhu Xian, utilizó una aguja de vidrio con un diámetro de 10 a 13um para estimular los óvulos de los sapos y, por primera vez en el mundo, 25 sapos adultos. fueron cultivados, a saber, sapos sin padre. Pueden vivir hasta 8 meses.
En los experimentos anteriores se utilizaron células germinales. ¿Se pueden obtener cuerpos animales cultivando células somáticas? Es decir, las células vegetales tienen totipotencia, pero ¿las células animales también la tienen? No hay duda de que cada célula animal, incluidas las células somáticas, tiene un conjunto completo de genes de la especie, pero el cultivo directo de células somáticas en animales adultos aún no ha tenido éxito. Para demostrar que las células animales son totipotentes, los biólogos han realizado numerosos experimentos de transferencia nuclear.
2. Prueba de transferencia nuclear
En 1939, los científicos realizaron el primer experimento de transferencia nuclear en una ameba. Trasladaron los núcleos a una ameba enucleada de la misma especie, y la ameba recombinante pudo crecer y reproducirse.
Desde 1963, el famoso biólogo chino Tong Dizhou ha realizado un gran número de experimentos de transferencia nuclear de células de peces. En 1980, utilizaron núcleos de blastocistos de carpa como núcleos donantes y huevos maduros enucleados de carpa cruciana no fertilizados como receptores. El 2,7% de los huevos trasplantados se convirtieron en peces adultos. Los rasgos principales de los peces de trasplante nuclear de carpa y carpa cruciana son los mismos que los de la carpa, pero el número de vértebras es el mismo que el de la carpa cruciana, y el número de escamas laterales está entre estos dos peces. Este pez creado mediante ingeniería celular crece 22 más rápido que la carpa y ha sido ampliamente promocionado en su producción.
En 1966, los científicos realizaron experimentos de transferencia nuclear utilizando el anfibio Xenopus laevis. Transferieron los núcleos de las células intestinales de renacuajo a huevos enucleados y 1,5 de las células recombinantes se convirtieron en adultos. Sus experimentos son los primeros en demostrar que las células somáticas animales son totipotentes, pero esto no se ha demostrado en células somáticas de mamíferos.
13. Utilizar células embrionarias para clonar mamíferos.
En 1986, los científicos británicos utilizaron células embrionarias de 8 células de oveja (células antes de que el embrión de 8 células pueda mostrar totipotencia) como células donantes y óvulos de oveja como células donantes. Como resultado, las células recombinantes pueden convertirse en ovejas adultas y luego se pueden clonar animales como vacas, ratones, conejos y monos a partir de las células embrionarias. Cabe señalar que este experimento no replicó carneros ni ovejas, sino su descendencia, por lo que el experimento todavía tiene algunas deficiencias o fallas.
En nuestro país los mamíferos se clonan a partir de células embrionarias y, a finales de los años 80, se volvieron a clonar.
Las ovejas fueron clonadas en 1991 por la Universidad Agrícola del Noroeste y el Colegio Agrícola de Jiangsu. En 1993, el Instituto de Desarrollo de la Academia China de Ciencias y la Facultad de Agricultura de la Universidad de Yangzhou clonaron cabras. En 1995, la Universidad Normal del Sur de China y la Universidad Agrícola de Guangxi clonaron ganado. Además, la Facultad de Medicina de Hunan también clonó ratones. Sin embargo, la clonación de mamíferos a partir de células somáticas distintas de las embrionarias fue iniciada por el científico británico Wilmut.
Cuarto, el nacimiento de "Dolly"
"Dolly" es el primer animal del mundo que utiliza células somáticas, células epiteliales mamarias, mediante tecnología de transferencia nuclear, en un complejo Un poco Ovino obtenido mediante operación manual. El proceso de operación es el siguiente:
1. Extraer huevos de ovejas escocesas de cara negra (un tipo de oveja), chupar el material genético de los huevos y convertirlos en huevos con sólo citoplasma.
Las células epiteliales mamarias se obtuvieron de ovejas de gestación tardía (oveja B) y se cultivaron in vitro durante 3-6 generaciones. Las células se tratan con fármacos para controlar su desarrollo y mantenerlas en una fase de reposo. Este es un paso crucial. Luego, las células en reposo se utilizan como células donantes.
13. Introducir las células del donante en la cavidad de la zona pelúcida del óvulo. Luego, las células y los óvulos del donante se fusionan mediante estimulación de pulso eléctrico para formar los óvulos reconstruidos.
Los óvulos reconstruidos se trasplantaron a la trompa de Falopio de la oveja de cara negra (oveja C). Previamente se ligó la trompa de Falopio de la oveja C para evitar que el embrión entrara en el útero. c las ovejas desempeñan la función de cultivar embriones en el cuerpo y se denominan receptores intermedios.
Seis días después de que los óvulos reconstruidos se transfirieran a la trompa de Falopio de la oveja C, los embriones fueron eliminados de la trompa de Falopio y se seleccionaron los embriones que se desarrollaron normalmente hasta la etapa de mórula y de blastocisto.
6. Trasplantar 1-3 mórulas o blastocistos en el útero de oveja negra escocesa (oveja Ding). Después de que el embrión fue trasplantado al útero, continuó desarrollándose y finalmente dio a luz a Dolly. La oveja fue llamada "madre sustituta"
En el proyecto se utilizaron unos 434 óvulos y se obtuvieron 277 óvulos reconstruidos. Seis días después del trasplante al receptor intermedio, se produjeron 247 embriones, de los cuales 29 (11,7) se desarrollaron en mórula y blastocistos. Se transfirieron 29 embriones a 13 madres sustitutas y nació una Dolly, con una tasa de partos de sólo 3,4. Si se calcula en función del número de huevos reconstruidos, la tasa de partos es inferior al 4‰. Se puede ver que esta tecnología aún necesita mejorarse. Además, cabe señalar que la tecnología de clonación de ovejas no se ha replicado por completo y que el citoplasma de los óvulos enucleados también contendrá una pequeña cantidad de material genético, que también puede desempeñar un papel importante o incluso decisivo en el desarrollo embrionario. La herencia biológica es el resultado de la interacción entre el núcleo y el citoplasma. Los genes citoplásmicos también son fragmentos de ADN y sus portadores son principalmente orgánulos, como plastidios, mitocondrias, etc. Los genes citoplasmáticos son independientes hasta cierto punto y generalmente no interfieren con los genes nucleares. En comparación con los genes nucleares, aunque el núcleo contiene el 99,9% de la información genética, la expresión de los rasgos individuales todavía se ve afectada por el citoplasma del óvulo. Entonces, en teoría, la oveja Dolly no es una réplica exacta. Debido a que "Dolly" es solo un animal solitario, algunas personas piensan que "Dolly" es un animal clonado no es exacto. Aunque hasta ahora sólo se ha obtenido 1 "Dolly", se trata de un gran logro científico que ha atraído la atención mundial.
La importancia y el valor económico de la tecnología de clonación del verbo (abreviatura del verbo)
La magnífica historia de la humanidad ha sido impulsada en gran medida por la tecnología: la fabricación de metales y la agricultura mejorada separaron la civilización de La Piedra Edad; la Revolución Industrial en el siglo XIX condujo al surgimiento de grandes máquinas y grandes ciudades y en el siglo XX, la física tuvo su coronación. Los físicos dividieron átomos, revelaron los maravillosos mundos de la relatividad y la teoría cuántica y explotaron diminutos chips de silicio. Cambiaron el mundo con la bomba atómica, el transistor, el láser y el microchip. Ahora, muchos expertos creen que la humanidad está preparada para una nueva ola de desarrollo tecnológico en el futuro. Como dijo el químico de la Universidad Rice y premio Nobel de 1996, Robert Cole: "Este es el siglo de la física y la química, pero el próximo siglo será claramente el siglo de la biología. Muchos científicos creen que con la clonación de la oveja Dolly, nacerá". El siglo de la biología ha llegado antes de lo previsto.
El avance de la tecnología de clonación conmocionó al mundo. La gente se preocupa por la autorreplicación humana, pero a menudo ignora otras aplicaciones y significados.
De hecho, tiene un gran valor teórico y amplias perspectivas de aplicación en la investigación y producción de ciencias biológicas básicas, medicina y ciencias familiares, y tiene enormes beneficios económicos potenciales. En los próximos 5 a 20 años, gradualmente formará y provocará una nueva revolución en la industria biotecnológica mundial.
1. En las ciencias biológicas básicas, el estudio de las funciones genéticas se ha llevado a cabo en unos pocos animales, como los ratones, y ahora también es posible en muchos animales, lo que ayuda a revelar más claramente las funciones genéticas y las funciones genéticas. esencia de la vida; proporciona uno de los medios más eficaces para estudiar la totipotencia del desarrollo de las células de los mamíferos y la relación entre el núcleo y el citoplasma; también puede clonar varios animales en peligro de extinción, como los pandas gigantes, los monos dorados e incluso los delfines Baiji.
En medicina, se pueden proporcionar animales de experimentación con genotipos nucleares idénticos para la investigación médica, lo que resulta útil para que los científicos médicos estudien enfermedades para las que no se han encontrado tratamientos eficaces y revelen la patogénesis de la investigación sobre los mecanismos de desdiferenciación; Útil Investigación sobre el antienvejecimiento y sus mecanismos.
3. En la ciencia agrícola, podemos cultivar y criar rápidamente animales excelentes con una fuerte resistencia a las enfermedades y un alto rendimiento productivo; podemos estudiar la patogénesis de los animales y buscar fármacos terapéuticos nuevos y eficaces;
Cómo los verbos intransitivos enfrentan los desafíos de la "era de la clonación"
El éxito de la tecnología de clonación marca la ruptura del último obstáculo técnico para "copiar" mamíferos. De esta forma, es teóricamente posible clonar humanos. Por lo tanto, la tecnología de clonación no sólo nos trae beneficios, sino que también plantea graves desafíos a la humanidad. Una vez que esta tecnología se aplique a los humanos, traerá consecuencias extremadamente graves para la sociedad humana.
1. El ser humano ha vuelto de la reproducción sexual a la reproducción asexual,