Metódy ľudského klonovania, štádiá, výhody, nevýhody



klonovanie ľudí odkazuje na výrobu identických kópií jednotlivca. Termín pochádza z gréckych koreňov "asexuálnej replikácie organizmu". Produkcia klonov nie je procesom obmedzeným na laboratórium. V prírode vidíme, že klony sú generované prirodzene. Napríklad včely sa môžu šíriť klonmi kráľovnej.

Tento postup je veľmi užitočný v biologických vedách, s funkciami, ktoré presahujú produkciu identického človeka k druhému. Klonovanie sa používa nielen na vytvorenie dvoch identických organizmov, ale aj klonovanie tkanív a orgánov.

Tieto orgány nebudú odmietnuté organizmom pacienta, pretože sú mu geneticky rovnocenné. Je to teda technológia použiteľná v oblasti regeneratívnej medicíny a je veľmi sľubnou alternatívou z hľadiska liečebných ochorení. Dve hlavné metódy používané pri klonovaní sú jadrový prenos somatických buniek a indukovaných pluripotentných kmeňových buniek.

Vo všeobecnosti je predmetom významných kontroverzií. Podľa odborníkov vedie klonovanie ľudí k sérii negatívnych dôsledkov z morálneho a etického hľadiska spolu s vysokou mierou úmrtnosti klonovaných jedincov..

S pokrokom vedy je však možné, že v budúcnosti sa klonovanie stane rutinnou technikou v laboratóriách, a to ako na liečbu chorôb, tak aj na pomoc pri reprodukcii..

index

  • 1 Definícia
  • 2 História klonovania
    • 2.1 Ovce Dolly
  • 3 Metódy
    • 3.1 Jadrový prenos somatických buniek
    • 3.2 Indukovaná pluripotentná kmeňová bunka
  • 4 Fázy (v hlavnej metóde)
    • 4.1 Komponenty potrebné na klonovanie
    • 4.2 Prenos jadra
    • 4.3 Aktivácia
  • 5 Výhody
    • 5.1 Ako to funguje?
  • 6 Nevýhody
    • 6.1 Etické problémy
    • 6.2 Technické problémy
  • 7 Referencie

definícia

Termín "ľudské klonovanie" bol v priebehu rokov obklopený mnohými kontroverziami a zmätkami. Klonovanie môže nastať dvoma spôsobmi: reprodukčným a terapeutickým alebo výskumným. Hoci tieto definície nie sú vedecky správne, široko sa používajú.

Terapeutické klonovanie nie je určené na vytvorenie dvoch geneticky identických jedincov. V tejto modalite je konečným cieľom produkcia bunkovej kultúry, ktorá sa použije na lekárske účely. Pomocou tejto techniky môžu byť produkované všetky bunky, ktoré nájdeme v ľudskom tele.

Naproti tomu pri reprodukčnom klonovaní sa embryo implantuje samici tak, aby sa uskutočnil gestačný proces. Toto bol postup používaný na klonovanie oviec Dolly v júli 1996.

Všimnite si, že pri terapeutickom klonovaní sa embryo kultivuje z kmeňových buniek namiesto toho, aby ho nieslo v termíne.

Na druhej strane v laboratóriách genetiky a molekulárnej biológie má slovo klonovanie ďalší význam. Zahŕňa odber a amplifikáciu segmentu DNA, ktorý je vložený do vektora, pre jeho neskoršiu expresiu. Tento postup sa široko používa v experimentoch.

História klonovania

Súčasné procesy, ktoré umožňujú klonovanie organizmov, sú výsledkom tvrdej práce výskumníkov a vedcov už viac ako jedno storočie..

Prvé znamenie tohto procesu nastalo v roku 1901, kedy bol prenos jadra z obojživelnej bunky prenesený do inej bunky. V nasledujúcich rokoch vedci úspešne klonovali embryá cicavcov - zhruba medzi 50. a 60. rokmi.

V roku 1962 bola produkcia žaby dosiahnutá prenesením jadra z bunky odobratej z čreva tadpolu na oocyt, ktorého jadro bolo odstránené..

Ovce Dolly

V polovici 80. rokov sa uskutočnilo klonovanie oviec z embryonálnych buniek. Aj v roku 1993 bolo klonovanie vykonané na kravách. Rok 1996 bol kľúčom k tejto metodike, pretože klonovanie, ktoré bolo pre našu spoločnosť najznámejšie: ovce Dolly.

Čo mala Dolly predovšetkým na to, aby získala pozornosť médií? Jeho produkcia bola vykonaná odobratím diferencovaných buniek z prsných žliaz dospelej ovce, zatiaľ čo predchádzajúce prípady tak urobili s použitím výlučne embryonálnych buniek..

V roku 2000 už bolo klonovaných viac ako 8 druhov cicavcov a v roku 2005 bolo dosiahnuté klonovanie kanoidu s názvom Snoopy..

Klonovanie u ľudí bolo zložitejšie. V histórii boli hlásené niektoré podvody, ktoré spôsobili vplyv na vedeckú komunitu.

metódy

Jadrový prenos somatických buniek

Vo všeobecnosti sa proces klonovania cicavcov uskutočňuje spôsobom známym ako "jadrový transfer somatických buniek". To bola technika, ktorú výskumníci z Roslinovho inštitútu používali na klonovanie oviec Dolly.

V našom tele môžeme rozlišovať dva typy buniek: somatické a sexuálne. Prvými z nich sú tie, ktoré tvoria "telo" alebo tkanivá jednotlivca, zatiaľ čo sexuálne sú gaméty, ako vajíčka, tak aj spermie..

Líšia sa hlavne počtom chromozómov, somatické sú diploidné (dve sady chromozómov) a haploidné pohlavia obsahujú iba polovicu. U ľudí majú bunky tela 46 chromozómov a sexuálne len 23.

Jadrový prenos somatických buniek - ako už názov napovedá - zahŕňa odobratie jadra zo somatickej bunky a jeho vloženie do vajíčka, ktorého jadro bolo odstránené..

Indukovaná pluripotentná kmeňová bunka

Inou metódou, menej účinnou a omnoho pracnejšou ako tá predchádzajúca, je metóda "indukovanej pluripotentnej kmeňovej bunky". Pluripotentné bunky majú schopnosť vyvolať akýkoľvek typ tkaniva - na rozdiel od spoločnej bunky organizmu, ktorá bola naprogramovaná na splnenie špecifickej funkcie.

Metóda je založená na zavedení génov nazývaných "preprogramovacie faktory", ktoré obnovujú pluripotentné schopnosti dospelej bunky.

Jedným z najdôležitejších obmedzení tejto metódy je potenciálny vývoj rakovinových buniek. Pokrok v technológii sa však zlepšil a znížilo možné poškodenie klonovaného organizmu.

Fázy (v hlavnej metóde)

Fázy klonovania prenosu jadra somatických buniek sú veľmi ľahko pochopiteľné a zahŕňajú tri základné kroky:

Potrebné komponenty na klonovanie

Proces klonovania začína, keď máte dva typy buniek: jednu sexuálnu a jednu somatickú.

Sexuálna bunka musí byť ženský gamet nazývaný oocyt - známy tiež ako vajce alebo vajcia. Vaječník môže byť extrahovaný od darcu, ktorý bol liečený hormonálne, aby sa stimulovala produkcia gamét.

Druhým typom bunky musí byť somatická bunka, to znamená bunka tela organizmu, ktorú chce klonovať. Môže sa odobrať napríklad z pečeňových buniek.

Prenos jadra

Ďalším krokom je príprava buniek na prenos jadra z somatickej bunky darcu do oocytu. Aby sa to stalo, oocyt musí byť zbavený svojho jadra.

Na tento účel sa používa mikropipeta. V roku 1950 bolo možné preukázať, že keď bol oocyt odstránený sklenenou ihlou, bunka podstúpila všetky zmeny spojené s reprodukciou..

Hoci niektorý cytoplazmatický materiál môže prechádzať z donorovej bunky do oocytu, príspevok cytoplazmy je z vajíčka takmer úplný. Akonáhle je prenos vykonaný, musíte pokračovať v preprogramovaní tohto vajíčka novým jadrom.

Prečo je potrebné preprogramovanie? Bunky sú schopné uchovať svoju históriu, inými slovami si uchovávajú pamäť o ich špecializácii. Preto musí byť táto pamäť vymazaná, aby sa bunka mohla špecializovať znova.

Preprogramovanie je jedným z najväčších obmedzení metódy. Z týchto dôvodov sa zdá, že klonovaný jedinec má predčasné starnutie a abnormálny vývoj.

aktivácia

Hybridná bunka musí byť aktivovaná tak, aby nastali všetky procesy týkajúce sa vývoja. Existujú dva spôsoby, ktorými možno tento cieľ dosiahnuť: elektrofúziou alebo Roslinovou metódou a mikroinjekciou alebo metódou Honolulu.

Prvým je použitie elektrických šokov. Použitím prúdu pulzmi alebo ionomycínom sa vajíčko začne deliť.

Druhá technika využíva iba kalciové impulzy na spustenie aktivácie. Očakáva sa, že tento proces bude prebiehať obozretne približne dva až šesť hodín.

Tak začína tvorba blastocysty, ktorá bude pokračovať v normálnom vývoji embrya za predpokladu, že tento proces bol vykonaný správne..

výhoda

Jednou z najväčších aplikácií klonovania je liečba ochorení, ktoré nie je ľahké liečiť. Môžeme využiť naše rozsiahle znalosti z hľadiska vývoja, najmä v raných štádiách, a aplikovať ho na regeneratívnu medicínu.

Bunky klonované jadrovým prenosom somatických buniek (SCNT) významne prispievajú k vedeckým výskumným procesom, slúžia ako modelové bunky na skúmanie príčin ochorení a ako systém na testovanie rôznych liekov..

Okrem toho bunky produkované touto metodikou môžu byť použité na transplantáciu alebo na vytvorenie orgánov. Táto oblasť medicíny je známa ako regeneratívna medicína.

Kmeňové bunky spôsobujú revolúciu v spôsobe liečby niektorých chorôb. Regeneračná medicína umožňuje autológnu transplantáciu kmeňových buniek, čím eliminuje riziko odmietnutia imunitným systémom postihnutej osoby.

Okrem toho sa môže použiť na produkciu rastlín alebo zvierat. Vytvorenie identických replik jednotlivca záujmu. Môže sa použiť na obnovenie vyhynutých zvierat. Nakoniec je to alternatíva k neplodnosti.

Ako to funguje?

Predpokladajme napríklad, že pacient má problémy s pečeňou. Pomocou týchto technológií môžeme pestovať novú pečeň - s využitím genetického materiálu pacienta - a transplantovať ho, čím sa eliminuje riziko poškodenia pečene..

V súčasnosti bola regenerácia extrapolovaná na nervové bunky. Niektorí výskumníci sa domnievajú, že kmeňové bunky môžu byť použité pri regenerácii mozgu a nervového systému.

nevýhody

Etické problémy

Hlavné nevýhody klonovania vyplývajú z etických názorov, ktoré obklopujú postup. V skutočnosti je mnoho krajín klonovanie právne zakázané.

Od klonovania slávnej ovce Dolly v roku 1996, mnohé spory obklopili tému tohto procesu uplatňovaného u ľudí. Niekoľko akademikov zaujalo stanovisko v tejto náročnej diskusii, od vedcov až po právnikov.

Napriek všetkým výhodám, ktoré tento proces prináša, ľudia, ktorí sú proti, tvrdia, že klonovaná ľudská bytosť nebude mať priemerné psychické zdravie a nebude môcť využívať výhody jedinečnej a neopakovateľnej identity..

Okrem toho tvrdia, že klonovaná osoba bude cítiť, že musí dodržiavať špecifický životný vzor osoby, ktorá ho vytvorila, aby mohol spochybniť svoju slobodnú vôľu. Mnohí sa domnievajú, že embryo má práva od okamihu počatia a zmeniť to znamená ich porušenie.

V súčasnosti sa dosiahol nasledujúci záver: v dôsledku slabého úspechu procesu u zvierat a potenciálnych rizík pre zdravie dieťaťa a matky je neetické pokúsiť sa o klonovanie u ľudí z bezpečnostných dôvodov..

Technické problémy

Štúdie na iných cicavcoch nám umožnili dospieť k záveru, že proces klonovania vedie k zdravotným problémom, ktoré v konečnom dôsledku vedú k smrti.

Pri klonovaní teliat z génov získaných z ucha dospelej kravy trpeli klonované zvieratá zdravotnými problémami. S iba dvoma mesiacmi, mladé teľa zomrelo na srdcové problémy a iné komplikácie.

Od roku 1999 vedci zistili, že proces klonovania vedie k interferencii s normálnym genetickým vývojom jedincov, čo spôsobuje patológie. Klonovanie oviec, kráv a myší nebolo v skutočnosti úspešné: klonovaný organizmus zomrie krátko po narodení.

V slávnom prípade klonovania oviec Dolly, jedným z najvýraznejších nevýhod bolo predčasné starnutie. Darca jadra použitého na vytvorenie Dolly bol starý 15 rokov, takže klonované ovce sa narodili s vlastnosťami organizmu tohto veku, čo viedlo k rýchlemu zhoršeniu stavu..

referencie

  1. Gilbert, S. F. (2005). Biológia vývoja. Panamericana Medical.
  2. Jones, J. (1999). Klonovanie môže spôsobiť poškodenie zdravia. BMJ: British Medical Journal, 318(7193), 1230.
  3. Langlois, A. (2017). Globálne riadenie klonovania ľudí: prípad UNESCO. Palgrave komunikácia, 3, 17019.
  4. McLaren, A. (2003). klonovanie. Editorial Complutense.
  5. Nabavizadeh, S.L., Mehrabani, D., Vahedi, Z., & Manafi, F. (2016). Klonovanie: Prehľad o bioetike, právnej, právnej vedy a regeneračných otázkach v Iráne. Svetový časopis plastickej chirurgie, 5(3), 213-225.