Tipi di clonazione: note sui tipi di clonazione

Leggi questo articolo per conoscere i diversi tipi di clonazione di clonazione, clonazione genica, clonazione microbica, clonazione di piante e clonazione animale!

La clonazione è la produzione di strutture viventi geneticamente identiche alla loro struttura genitoriale. Le variazioni genetiche sono assenti. La clonazione avviene naturalmente in microbi che si riproducono in modo asessuato e moltiplicando vegetativamente le piante. Anche riproducendo animali inferiori come il proteo Amoeba si producono anche cloni.

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I gemelli monozigoti identici sono anche cloni in quanto sono formati dalla divisione dei primi 2 o più embrioni cellulari in due parti uguali. Entrambi hanno le stesse caratteristiche genetiche. Il clone è, quindi, una copia esatta del carbonio o copie di un singolo genitore vivente. La clonazione artificiale è stata raggiunta negli animali superiori. Sheep Dolly è un clone di sua madre. La clonazione è di diversi tipi: clonaggio di cellule, clonaggio di geni, clonazione microbica, clonazione di piante e clonazione animale.

Clonazione cellulare:

La clonazione cellulare è la formazione di più copie della stessa cella. Le cellule di un clone sono identiche geneticamente, morfologicamente e fisiologicamente. La clonazione cellulare è richiesta dove:

(i) Moltiplicazione di cellule che hanno rDNA (DNA ricombinante) e ottengono il prodotto richiesto come enzima, ormone, anticorpo, ecc. in buona quantità, ad es. insulina, anticorpi monoclonali.

(ii) l'analisi biochimica deve essere intrapresa,

(iii) Studio dell'effetto di diversi fattori sulla struttura e sul funzionamento di cellule identiche,

(iv) Studiando il processo di differenziazione,

(v) Mantenimento di linee pure in organismi monocellulari,

(vi) Manutenzione di rDNA e cDNA in librerie di geni.

La totipotenza è la capacità di una cellula di crescere in un organismo completo. È presente nella maggior parte delle cellule vegetali. Al contrario, la pollivosità è la capacità di una cellula di sviluppare un tipo di cellula nel corpo animale, ad esempio cellule renali o cellule cardiache o cellule nervose. Di solito tutte le piante sono totipotenti, ma negli animali solo le uova fecondate (zigote) e le cellule staminali nella blastocisti embrionale sono totipotenti. Tuttavia, sono state sviluppate tecniche per coltivare cellule animali.

Un tessuto animale di piccole dimensioni viene preso in nutrienti liquidi. Proteinasi e agenti leganti di calcio sono aggiunti ad esso. La cultura è scossa meccanicamente. Separa le cellule. Il tessuto vegetale può essere assunto in modo simile in mezzo nutriente liquido e agitato meccanicamente quando le cellule si separano. Anche le cellule separate hanno la tendenza a dividersi. Con l'aiuto della micropipetta, singole cellule vengono aggiunte ai terreni di coltura freschi per la moltiplicazione e la formazione di cloni cellulari.

Clonazione genica:

La clonazione genica è la formazione di più copie dello stesso gene. Il DNA viene estratto da un organismo rompendo le sue cellule, la separazione dei nuclei e la rottura dell'involucro nucleare. Il DNA separato è sottoposto a endonucleasi. I frammenti di DNA sono passati attraverso l'elettroforesi.

Il gene selezionato è separato. Può essere moltiplicato direttamente dalla reazione a catena della polimerasi (PCR) con l'aiuto della Taq polimerasi. In alternativa è possibile creare un gene per combinarlo con il plasmide e il DNA di altri passeggeri per formare DNA ricombinante. Quest'ultimo viene inserito in un host in cui il gene può moltiplicarsi insieme alla moltiplicazione dell'ospite.

Applicazioni della clonazione genica:

(i) Servizio medico:

I batteri possono essere usati come fabbriche viventi per sintetizzare insulina, ormone della crescita, interferone, vitamine e anticorpi introducendo in essi i geni che codificano per queste sostanze insieme ai plasmidi.

(ii) Utilità agricola:

I geni di batteri che fissano l'azoto possono essere trasferiti a colture importanti per aumentare la produzione di cibo senza l'uso di costosi fertilizzanti.

(iii) Difetti Geni nei Feti:

La tecnologia del DNA ricombinante è utile per conoscere - i geni difettosi nei feti. Alcuni di questi geni possono anche essere riparati.

(iv) Biblioteca dei geni:

I vari cloni che rappresentano tutti i geni di un organismo sono chiamati biblioteca genetica di quell'organismo. Dalla libreria genetica, un clone con un gene specifico può essere identificato e questo gene può essere moltiplicato aumentando il clone rilevante in una coltura per studio. La sequenza di basi in questo gene può essere trovata.

Dalla sequenza di base, la sequenza di amminoacidi in un polipeptide può essere elaborata sulla base del codice tripletta.

Clonazione microbica:

I microbi si moltiplicano in modo asessuato. Producono cloni. La clonazione forma milioni di copie dello stesso microbo. Pertanto, una volta creato il ceppo desiderato, il microbo viene moltiplicato e utilizzato commercialmente. Tradizionalmente sono stati usati commercialmente per produrre una serie di prodotti importanti come yogurt, formaggio, aceto, acido lattico, vitamine, antibiotici e bevande alcoliche. Sono costantemente migliorati attraverso mutazioni per una migliore resa. Un numero di geni è stato introdotto nei microbi per ottenere biofarmaci importanti dal punto di vista terapeutico, biochimici industriali e altre funzioni.

Applicazioni di microbi ingegnerizzati geneticamente:

Clonazione vegetale:

Viene effettuato attraverso la propagazione vegetativa e la coltura tissutale. La clonazione delle piante è utile per la rapida moltiplicazione di piante geneticamente modificate, agronomicamente importanti e rare. Le piante importanti vengono prima modificate geneticamente tramite mutazioni, ibridazione o manipolazione genetica per incorporare tali tratti come resistenza alle malattie, resistenza alla siccità, tolleranza agli erbicidi, alta resa, maturazione precoce, prodotti alimentari (ad esempio, GMF come il riso ricco di vitamina A, l'impulso ricco di lisina ), ecc. La clonazione rapida viene quindi eseguita attraverso la coltura tissutale.

Le aree meristematiche presenti agli apici di radice e di germoglio sono preferite per una crescita rapida. Sono disinfettati, lavati, sezionati e collocati sul terreno di coltura. Le cellule sono separate. Ogni cellula forma un callo che può essere subcoltivato. Il callo viene trattato con ormoni per determinare l'organogenesi e formare le piantine e poi le piante.

Clonazione animale:

La formazione di uno o più animali geneticamente identici da un solo genitore è chiamata clonazione animale. Il germogliare in Hydra produce cloni. I gemelli monozigoti (gemelli identici) sono anche cloni l'uno dell'altro. Si sviluppano da uno zigote mediante la scissione dell'embrione iniziale. Dasypus novemcinctus (Armadillo) produce sempre un clone di 4-8 giovani identici dello stesso sesso formati da un singolo zigote.

Gurdon's Experiment:

I primi esperimenti riusciti sulla clonazione animale furono eseguiti da Gurdon (1962). Ha preso cellule epiteliali intestinali o girino. Separò il nucleo dalla cellula epiteliale. Il nucleo è stato inserito nel nucleo dell'uovo non fecondato di Xenopus laevis (rospo). L'uovo subì un normale sviluppo e produsse un rospo. Era un clone di quel rospo che donava il suo nucleo.

Il primo mammifero clonato al mondo (Fig. 6.46 e 6.47):

Wilmut and coworkers (1997), al Roslin Institute di Edimburgo (Scozia), produsse la prima pecora clonata al mondo, chiamata Dolly. È stato uno sviluppo importante nella clonazione animale. Hanno preso le cellule dalle mammelle di una pecora di sei anni. L'uovo non fecondato di un'altra pecora adulta è stato tolto.

L'uovo è stato denucleato. Nucleo nucleo di una cellula mammaria è stato estratto e inserito nell'uovo denucleato. In mezzo nutriente l'uovo ha iniziato a subire la scissione. Il giovane embrione è stato impiantato nell'utero (utero) di una terza pecora. La madre surrogata ha dato alla luce un normale agnello sano, Dolly, il 13 febbraio 1997. Successivamente, diversi esperimenti di clonazione sono stati eseguiti con successo.

Clone of Asian Gaur:

Gli scienziati del Massachusetts (USA) hanno recentemente clonato una specie in via di estinzione, il gaurus asiatico (Bos gaurus) - un mammifero gibboso e cornuto. È stato clonato da una singola cellula della pelle presa da un gaur asiatico morto. La cellula della pelle è stata fusa con un uovo di mucca il cui gene è stato rimosso. La cellula fusa è stata trasferita nell'utero (utero) di un'altra mucca. Il gaur vitello è nato. Il gaur asiatico è la prima specie in via di estinzione da clonare e anche il primo animale clonato a gestarsi nel grembo di un'altra specie.

Clonazione di bovini:

Scienziati dal Giappone hanno clonato il bestiame in un modo diverso. Sono riusciti a far crescere ben otto vitelli identici da una cellula fecondata della loro madre (Fig. 6.48). Quando la mucca madre si è accoppiata con il toro, ha fecondato l'uovo (zigote) nel suo grembo. Questa cellula si divide in due e poi in quattro e poi in otto.

Questo embrione viene rimosso dall'utero. Le cellule embrionali vengono quindi separate usando un enzima. Ciascuna cellula isolata viene conservata in un mezzo nutritivo e successivamente impiantata nel grembo di una mucca di "madre ospitante" diversa. L'utero della madre ospitante deve accettare la cellula e farla crescere. Ogni cellula diventa un vitellino normale e sano.

Clonazione umana:

Sebbene la clonazione umana possa aiutare a preservare il genotipo desiderato di un individuo, potrebbe rimanere una presunzione nel prossimo futuro a causa di alcune difficoltà pratiche o tecniche irrisolte e ragioni etiche. Per quanto riguarda le paure espresse sulla produzione di cloni umani nel prossimo futuro, è un dato di fatto che molti tratti comportamentali umani sono acquisiti o appresi.

Qualsiasi cosa facciamo o pensiamo è principalmente un'attività derivata o un'attività modificata attraverso l'apprendimento o la formazione. In quanto tale, i cloni umani, se prodotti in futuro, non si comporterebbero in modo identico con il loro "genitore clone". Ad esempio, si verificano differenze nel comportamento o nel modo di lavorare dei gemelli identici allevati in condizioni di vita variabili. Oltre a questo, è noto che l'espressione dei geni è influenzata da molti fattori e l'ambiente è uno di questi.

Molte delle malattie ereditarie nell'uomo sono dovute a geni recessivi in ​​condizioni omozigoti. Gli individui eterozigoti sono portatori di geni dannosi. Si dice che la frequenza dei portatori eterozigoti sia maggiore del numero di individui omozigoti.

La clonazione umana può portare a pericoli di consanguineità e la frequenza di individui omozigoti affetti da disturbi può aumentare in seguito ai matrimoni tra cloni eterozigoti. Pertanto la clonazione può influire negativamente sulla diversità genetica e di conseguenza ridurre le resistenze corporee alle malattie osservate nelle monocolture.

La clonazione umana eliminerebbe la partecipazione sessuale del partner maschile nella riproduzione. Ma la riproduzione sessuale che coinvolge la fecondazione dell'uovo da parte dello sperma, è essenziale per la sopravvivenza. Genera variazioni genetiche nella prole rendendoli più adattabili e adatti alla selezione naturale. La clonazione di piante e animali, quindi, può essere più vantaggiosa per l'umanità della clonazione umana.

Applicazione della clonazione animale:

Il maiale è considerato un donatore adatto di organi per il trapianto all'uomo. Maiali geneticamente modificati o razze di suini idonee possono essere clonati per il trapianto di organi. La popolazione di specie animali in via di estinzione può essere aumentata dalla clonazione. La clonazione può essere di immenso utilizzo per migliorare il pedigree del bestiame. Le razze superiori di animali possono essere moltiplicate con questa tecnica.