Typer av kloning: Anmärkningar om typer av kloning

Läs den här artikeln för att lära dig mer om de olika typerna av kloning-cell kloning, genkloning, mikrobiell kloning, kloning av kloner och kloning av djur!

Kloning är produktionen av levande strukturer genetiskt identiska med deras moderstruktur. Genetiska variationer är frånvarande. Kloning uppträder naturligt i aseksuellt reproducerande mikrober och vegetativt multiplicerar växter. Sexuell reproduktion av lägre djur som Amoeba proteus producerar också kloner.

Image Courtesy: sh.educonv.com/pars_docs/refs/61/60983/img4.jpg

Monozygotiska identiska tvillingar är också kloner eftersom de bildas genom uppdelning av det tidiga 2 eller fler cellade embryot i två lika delar. Båda har samma genetiska egenskaper. Klon är därför en exakt kol kopia eller kopior av en enda levande förälder. Konstgjord kloning har uppnåtts hos högre djur. Får Dolly är en klon av sin mor. Kloning är av flera typer-cellkloning, genkloning, mikrobiell kloning, växtkloning och djurkloning.

Cellkloning:

Cellkloning är bildandet av flera kopior av samma cell. Celler i en klon är identiska genetiskt, morfologiskt och fysiologiskt. Cellkloning krävs där:

(i) Multiplikation av celler som har rDNA (rekombinant DNA) och erhållande av den erforderliga produkten som enzym, hormon, antikropp etc. i god mängd, t ex insulin, monoklonala antikroppar.

(ii) Biokemisk analys ska genomföras,

(iii) Studie av effekten av olika faktorer på strukturen och funktionen hos identiska celler,

(iv) Studera processen för differentiering,

(v) Underhåll av rena linjer i enskilda cellorganismer,

(vi) Underhåll av rDNA och cDNA i genbibliotek.

Totipotency är förmågan hos en cell att växa till en hel organism. Det är närvarande i de flesta växter celler. Däremot är pluriopotency förmågan hos en cell att utveckla den typ av cellen i djurkroppen, till exempel njurceller eller hjärtceller eller nervceller. Vanligtvis är alla växter totipotenta, men hos djur är endast befruktat ägg (zygot) och stamceller i embryonblastocyten totipotenta. Tekniker har dock utvecklats för att odla djurceller.

En liten vävnad med liten storlek tas i flytande näringsämne. Proteinaser och kalciumbindemedel tillsätts till den. Kulturen skakas mekaniskt. Det skiljer cellerna. Växtvävnad kan likaså tas i flytande näringsmedium och skakas mekaniskt när celler separeras. De separerade cellerna har också en tendens att dela upp. Med hjälp av mikropipett tillsättes enstaka celler till färskt odlingsmedium för multiplikation och bildning av cellkloner.

Genkloning:

Genkloning är bildandet av flera kopior av samma gen. DNA extraheras från en organism genom att bryta cellerna, separation av kärnor och sprickbildning av kärnhölje. Det separerade DNAet utsätts för endonukleaser. DNA-fragment passerar genom elektrofores.

Den valda genen separeras. Det kan multipliceras direkt genom polymeraskedjereaktion (PCR) med hjälp av Taq-polymeras. Alternativt kan gen tillverkas för att kombinera med plasmid och andra passager-DNA för att bilda rekombinant DNA. Det senare införs i en värd där genen kan multiplicera med multiplikationen av värden.

Ansökningar av genkloning:

(i) medicinsk hjälpmedel:

Bakterier kan användas som levande fabriker för att syntetisera insulin, tillväxthormon, interferon, vitaminer och antikroppar genom införande i dem gener som kodar för dessa substanser tillsammans med plasmiderna.

ii) Jordbruksverktyg:

Bakterierna för kvävefixering kan överföras till större grödor för att öka livsmedelsproduktionen utan att använda dyra gödselmedel.

(iii) Defekta gener i fetuserna:

Rekombinant DNA-teknik är användbar för att känna till - defekta gener i fostrarna. Några av dessa gener kan också repareras.

(iv) genbibliotek

De olika klonerna som representerar alla gener av en organism kallas genbiblioteket hos den organismen. Från genbiblioteket kan en klon som har en specifik gen identifieras och denna gen kan multipliceras genom odling av den relevanta klonen i en kultur för studie. Bassekvensen i denna gen kan hittas.

Från bassekvensen kan sekvensen av aminosyror i en polypeptid utarbetas på basis av tripletkoden.

Mikrobiell kloning:

Mikrober multipliceras asexually. De producerar kloner. Kloning bildar miljontals kopior av samma mikrobe. Därför, när en önskad stam har skapats multipliceras mikroben och används kommersiellt. Traditionellt har de använts kommersiellt för att ge ett antal viktiga produkter som yoghurt, ost, ättika, mjölksyra, vitaminer, antibiotika och alkoholhaltiga drycker. De förbättras ständigt genom mutationer för bättre utbyte. Ett antal gener har introducerats i mikrober för att erhålla terapeutiskt viktiga biokemikalier, industriella biokemikalier och andra funktioner.

Tillämpningar av genetiskt konstruerade mikrober:

Växtkloning:

Det genomförs genom vegetativ förökning och vävnadskultur. Planta kloning är användbar för snabb multiplicering av genetiskt konstruerade, agronomiskt viktiga och sällsynta växter. De viktiga växterna är först genetiskt förändrade genom mutationer, hybridisering eller genmanipulation för införlivande av sådana egenskaper som sjukdomsresistens, torkmotstånd, herbicidtolerans, högt utbyte, tidig modning, livsmedelsprodukter (t.ex. GMFs som A-vitaminrik ris, lysinrik puls ), etc. Rapid kloning utförs sedan genom vävnadsodling.

Meristematiska områden som förekommer vid rot- och skjutpipor föredras för snabb tillväxt. De desinficeras, tvättas, snittas och placeras över odlingsmedium. Cellerna separeras. Varje cell bildar en callus som kan subkultiveras. Callus behandlas med hormoner för att åstadkomma organogenes och bilda plantor och sedan växter.

Djurkloning:

Bildning av en eller flera genetiskt identiska djur från ett enda förälderdjur kallas djurkloning. Budding i Hydra producerar kloner. Monozygotiska tvillingar (identiska tvillingar) är också klon av varandra. De utvecklas från en zygote genom uppdelning av det tidiga embryot. Dasypus novemcinctus (Armadillo) producerar alltid en klon med 4-8 identiska ungar av samma kön som är bildade från en enda zygote.

Gurdons experiment:

Första framgångsrika experiment i djurkloning utfördes av Gurdon (1962). Han tog intestinala epitelceller eller tadpole. Han separerade kärnan från epitelcellen. Kärnan infördes i kärnan fritt obefruktat ägg av Xenopus laevis (padda). Ägget genomgick normal utveckling och producerade en padda. Det var en klon av den padden som donerade sin kärna.

Världens första klonade däggdjur (Fig. 6.46 & 6.47):

Wilmut och medarbetare (1997), vid Roslin Institute i Edinburgh (Skottland), producerade världens första klonade däggdjur ett får, som heter Dolly. Det var en stor utveckling inom djurkloning. De tog celler från ytan av ett sexårigt får. Obefruktat ägg av ett annat vuxen får togs ut.

Ägget var kärnat. Nondividing-kärnan i en yvercell togs ut och infördes i detukleerade ägget. I näringsmedium började ägget klyvas. Det unga embryot implanterades i livmodern hos ett tredje får. Den surrogatmamma födde normalt friskt lamm, Dolly, den 13 februari 1997. Därefter har flera kloningsexperiment utförts framgångsrikt.

Klon av asiatisk Gaur:

Forskare i Massachusetts (USA) har nyligen klonat en hotad art, den asiatiska galen (Bos gaurus) - ett humped, horned däggdjur. Det klonades från en enda hudcell som togs från en död asiatisk man. Hudcellen fusionerades med en kos ägg vars gen avlägsnades. Den smälta cellen överfördes till livmodern (livmodern) hos en annan ko. Gaurkalven föddes. Asiatisk gaur är den första hotade arten som ska klonas och också det första klonade djuret att gestate i livmodern hos en annan art.

Kloning av nötkreatur:

Forskare från Japan har klonat boskap på ett annat sätt. De har lyckats växa upp så många som åtta identiska kalvar från en befruktad cell av deras moder (figur 6.48). När moderkoen har parat med tjuren, har hon befruktat ägg (zygote) i hennes livmoder. Denna cell delar sig i två och sedan i fyra och sedan i åtta.

Detta embryo avlägsnas från livmodern. De embryonala cellerna separeras sedan med ett enzym. Varje isolerad cell hålls i ett näringsmedium och implanteras senare i livmodern hos en annan "värdmorsko". Värdmoderns livmoder måste acceptera cellen och få den att växa. Varje cell växer till en vanlig, hälsosam babykalva.

Mänsklig kloning:

Även om mänsklig kloning kan bidra till att bevara den önskade genotypen hos en individ, kan den förbli en presumtion inom en snar framtid på grund av vissa olösta praktiska eller tekniska svårigheter och etiska skäl. När det gäller frågan om produktion av mänskliga kloner inom en snar framtid är det ett faktum att de flesta mänskliga beteendeegenskaper förvärvas eller lärs.

Vad vi gör eller tycker är för det mesta en härledd aktivitet eller aktivitet modifierad genom lärande eller träning. Således skulle mänskliga kloner, om de produceras i framtiden, inte uppträda identiskt med deras "klonförälder". Det förekommer till exempel skillnader i beteende eller arbetssätt för de identiska tvillingarna som uppkommit under olika levnadsförhållanden. Förutom detta är det känt att generens uttryck påverkas av många faktorer och miljön är en av dem.

Många av de ärftliga sjukdomarna hos människor beror på recessiva gener i homozygot tillstånd. Heterozygote individer är bärare av skadliga gener. Frekvensen av heterozygote bärare sägs vara större än antalet homozygote individer.

Mänsklig kloning kan leda till faror av inavel och frekvensen hos homozygote individer som drabbats av störningar kan öka efter äktenskap mellan heterozygotiska kloner. Kloning kan sålunda påverka genetisk mångfald och följaktligen minska kroppsresistens mot sjukdomar som ses i monokulturer.

Människokloning skulle göra sig av med sexuell delaktighet hos manlig partner i reproduktion. Men sexuell reproduktion som inbegriper befruktning av ägg med sperma är viktigt för överlevnad. Det medför genetiska variationer i avkomman vilket gör dem mer anpassningsbara och lämpar sig för naturligt urval. Kloning av växter och djur kan därför vara mer fördelaktigt för mänskligheten än mänsklig kloning.

Tillämpning av djurkloning:

Gris anses vara en lämplig givare av organ för transplantation till människor. Genetiskt konstruerade grisar eller lämpliga raser av grisar kan klonas för organtransplantation. Befolkning av utrotningshotade djurarter kan ökas genom kloning. Kloning kan vara av stor betydelse för att förbättra stamtavlan hos boskap. Överlägsen raser av djur kan multipliceras med denna teknik.