Ағзаларды клондау тәсілдері. Биология, 11 сынып, дидактикалық материал.

Клон дегеніміз – генетикалық тұрғыда басқа бір ағзамен бірдей болатын ағза. Ол жыныссыз көбею арқылы табиғи жолмен түзіледі. Мысалы, бактериялар екіге бөліну арқылы өздерін клондай алады және біршама өсімдіктер столон сияқты құрылымдарды өсіру арқылы жыныссыз жолмен көбейеді. Адам эмбрионы кездейсоқ екіге бөлінсе, одан генетикалық тұрғыдан бірдей бір жұмыртқалы егіздер дүниеге келуі мүмкін.

Клондау(грек. clon – ұрпақ, бұтақ) – организмдерді жыныссыз жолмен көбейту арқылы сол организмдерге ұқсас ұрпақтар алу. 20 ғ-дың 60-жылдарының басында кейбір жоғары сатыдағы өсімдіктер мен жануарларды Клондау әдістері жете зерттелді. Бұл әдістерге даму сатысын аяқтап, толық жетілген клеткалар ядросында организмнің барлық белгілері болатыны туралы ақпарат анықталғаннан кейін қол жеткізілді. Клондау кезінде клеткадағы белгілі гендер жоғалмайды (тек Клондау процесіне қосылмаған гендер ғана жойылып отырады). Клондау туралы алғашқы мағлұматты Корнелль универстетінің (АҚШ) профессорлары жүргізген тәжірибелерден көруге болады. Олар өсуге қажетті қоректік заттар мен гормондары бар ортада сәбіз тамырының жеке клеткаларын өсіру арқылы, осы өсімдіктің жаңа формасын алды. Кейінірек Ұлыбританияның Оксфорд университетінің ғалымы Д.Гердон (1933 ж. т.) алғаш рет жануар омыртқасын Клондауға болатынына қол жеткізді. Ол өзінің ядросы алдын ала ультракүлгін сәулелері арқылы жойылған құрбақаның жұмыртқаклеткасына, ішек клеткаларынан алынған ядроны егу (қондыру) арқылы әуелі итбалықты, соңынан сол ядро алған құрбақаға ұқсас дарабасты алды. Бұл тәжірибелер тек дифференциалданған (арнайы) клеткаларда организмнің дамуына қажетті барлық ақпараттардың болатынын дәлелдеп қана қоймай, сондай-ақ, жоғары сатыдағы организмдерді, соның ішінде адамды да, Клондауға болатынын көрсетті. Клондау арқылы өте пайдалы өсімдік сорттарын алуға және мал тұқымын асылдандыруға болады. Бірақ Клондаудың мұндай әдістері (өсімдік сорттары мен асыл тұқымды мал алатын) адамдарға қолдануға келмейді. Теориялық түрде әйелдің де, еркектің де генетикалық көшірмелерін жасауға болады. Бірақ клондалатын клетка даму сатысының барлық кезеңдерінен өтуі керек, міне, сол кезде клеткаға сыртқы ортаның қалай әсер ететіні әлі толық анықталған жоқ.

Терапиялық клондау

Терапевтік клондау атауынан көрінеді, терапевтік мақсатта қолданылады. Клондаудың бұл түрі дәрілік зерттеулердің маңызды бөлігі болып табылады. Бұл клондау мүшені құру немесе зақымдалған тіндерді шығару үшін қолданылуы мүмкін. Терапиялық клондау жұмыртқаны алып, оның ядросын алып, біз дамытқымыз келетін ұлпаның түрінен алынған басқа ядро ​​жұмыртқаның ядросының орнына салынып, «бағаналы жасушаларды» өсіріп шығаруға мүмкіндік береді. ». Бұл процесс этикалық және діни тұрғыдан күмәнданғанмен, оның көптеген пайдасы бар. Бұл технология дене мүшелерінің зақымданған бөліктерін қайта өсіруге, тіндер мен ағзалардың жетіспеушілігін жоюға, бас тартуды азайту үшін мүшелер трансплантациясында қолданылатын иммуносупрессивті препараттардың қажеттілігін азайтуға пайдаланылуы мүмкін. Терапиялық клондау деменция, Альцгеймер және инсульт сияқты аурулармен ауыратын адамдар үшін жарқын болашақ болып табылады. Зерттеулер сонымен қатар мидың зақымдану инциденттерін емдеу үшін жүйке тіндерін клондау мен шығаруға бағытталған.

Репродуктивті клондау

Репродуктивті клондау - организмнің толық және бірдей көшірмесін жасау үшін қолданылатын клондау технологиясы. Бұл тарихты клондаудың алғашқы әрекеті болды. 1996 жылы Шотланд зерттеушілері «Долли» деген атпен танымал болған қойға клон жасады. Мұны бүкіл әлемдегі діндер «Құдайдың еркіне» және табиғатқа қарсы әрекет ретінде қарсылық білдірді. Пайдаланылған процесс - бұл соматикалық клетканың ядролық тасымалдануы, бірақ айырмашылығы ұрықтың жасушаларын шығарудың орнына, бұл эмбрионның нәрестеге өсуіне мүмкіндік береді; гестациялық суррогатқа енгізу арқылы тағы бір толық организм. Процесс биотехнологияның жаңа дәуірін шабыттандырды және Ғалымдар шығармашылығы мен қиялына жеткілікті тақырыптар берді. Кемшіліктер жағынан, түрдің табиғи эволюциясында қажет генетикалық әртүрліліктің төмендеуі оның үлкен әлеуеті болып табылады. Зерттеулер сонымен қатар клондалған ағзалардың өмір сүру ұзақтығының қысқа болатындығын, бұл жасанды тіршіліктің табиғи туа біткендей мінсіз еместігін көрсетеді. Адамның клондауына этикалық алаңдаушылық пен жеке басын және жеке басын толғандыратын мәселелерге байланысты әлі де тыйым салынған.

Терапевтік клондау мен репродуктивті клондаудың айырмашылығы неде?

• Терапевтік клондау организмнің жаңа көшірмесін жасамайды, бірақ ағзаның бір бөлігінің негізінен мүше немесе мата көшірмесін жасайды. Бірақ репродуктивті клондау организмнің жаңа көшірмесін жасайды.

• Терапиялық клондау емдік мақсатта, ал репродуктивті клондау репродуктивті мақсаттарда қолданылады.

ДНҚ фрагменттерін Клондау[өңдеу]

ДНҚ фрагменттерін Клондау оның бір ғана молекуласынан көптеген молекулаларды алуға мүмкіндік береді. ДНҚ тізбегі, негізінен, бактерияларда клондалады. Себебі, бактерияның геномына қосымша “бөгде” ДНҚ тізбегі жалғанғаннан кейін де, бактериялық плазмида немесе фагтар қалыпты өмір сүруін жалғастыра береді. Бұл жалғанулар – өзінің және “бөгде” ДНҚ-ның тізбекті (гибридті немесе химерлі) плазмидалардың немесе фагтардың түзілуіне әкеледі. Мұндай гибридті тізбектер бактерияларда бастапқы плазмидалар немесе фагтар сияқты екі еселенеді, сондықтан да олар көп мөлшерде болады. Бөгде фрагменттердің көшірмелері клеткалардан қайта таза күйінде бөлініп алынады. Осындай әдіспен қандай да болмасын ДНҚ тізбегін Клондауға болады. Бөгде ДНҚ-ы геномның инертті (сапалы) көшірілуіне мүмкіндік жасайтын болғандықтан, плазмиданы немесе фагты – клондаушы векторлар деп те атайды. Кез келген ДНҚ фрагменттерін Клондау үшін вектор есебінде лямбда фагы мен әр түрлі плазмидалар қолданылады. Құрамында клондалатын ДНҚ фрагменттері бар вектор бактерияның клеткаларын кальций иондарымен өңдегеннен кейін ғана ішіне ене алады. Бұл әдіс – “бөгде” ДНҚ фрагменттері бар белгілі клонды бактериялардың штаммдарын шығаруға және осы клондарды көп мөлшерде көбейтуге мүмкіндік береді. Толық түрдегі геномды Клондау үшін алдымен геномды қолайлы мөлшерде фрагменттерге бөледі. Сонан соң химерлі векторлар популяциясын түзу мақсатында фрагменттерді клондайтын векторға орналастырады. Мұндай клонданған фрагменттер жиынтығын геном кітапханасы немесе гендер банкі деп атайды. Мыс., дрозофила шыбыны геномының ұз. 15 – 20103 нуклеотидті жұпты фрагменттерін Клондау үшін тәуелсіз 40 000 клон керек (мұндағы жалпы геном ұз. 1,5108 жұпты нуклеотидке тең). Адамның толық геномдық кітапханасын құру үшін 800 000 клон қажет. Гендік кітапханада организмнің барлық тұқым қуалайтын ақпараттары жинақталған. Бірақ генетиктер геном кітапханасындағы клондардың қандай тізбекте кезектесіп орналасатындығын әлі толық анықтаған жоқ. Клондау немесе рекомбинантты ДНҚ технологиясы әдістері генетика және биотехнология ғылымдарына үлкен жетістік әкелді. Рекомбинантты ДНҚ әдістері медицина, ауыл шаруашылығы және химия технологиясындағы күрделі мәселелерді шешуге үлкен жол ашады.