Клонирование
Проблема клонирования животных приобрела в последнее время не только научное, но и социальное звучание. По принятому в науке определению клонирование является точным воспроизведением того или иного живого объекта, обладающего какими-нибудь выдающимися характеристиками (высокими надоями молока, настригом шерсти и т.д.) в каком-то количестве копий. Все эти копии должны обладать идентичной наследственной информацией, то есть иметь одинаковый набор генов.
Первые эксперименты по клонированию животных начались еще в 40-50х гг. ХХв. Однако клонирование млекопитающих и по сей день остается весьма сложной задачей. В феврале 1997 г появилось сообщение, что в лаборатории Я. Вильмута (Шотландия) разработали эффективный метод клонирования млекопитающих и на основе его получили овечку Долли (схема эксперимента представлена на рис. 20).
Рис. 20. Принцип получения клона млекопитающих, использованный в опытах Я. Вильмута
Уникальность этого эксперимента заключается в том, что впервые было клонировано взрослое млекопитающее - генетический материал для ягненка был получен из дифференцированной клетки молочной железы шестилетней овцы. Культивируя клетки этого типа на т.н. минимальной (содержащей лишь минимум необходимых для поддержания жизни веществ) питательной среде, не позволявшей им выполнять свои «взрослые» функции, удалось добиться их дедифференцировки до эмбрионального состояния. Затем такую клетку слили с энуклеированной (лишенной ядра) яйцеклеткой другой овцы и имплантировали начавший развитие эмбрион в матку третьей самки. В результате исходная клетка молочной железы повторила и самостоятельно отрегулировала все этапы, которые в норме проходит оплодотворенное яйцо, превращаясь в специализированные клетки взрослого млекопитающего.
В чем же заключается основная проблема? По мере роста и развития животного соответствующие его гены «включаются» и «выключаются» в строго определенное время, что обеспечивает гармоничное формирование и функционирование всех частей сложного организма. У взрослой особи часть генов «выключается», другая часть продолжает выполнять свои функции. Поэтому самым сложным в эксперименте является синхронизация состояния цитоплазмы яйцеклетки и взрослого ядра. Таким образом, клонирование животных из их взрослых клеток путем перепрограммирования последних на нормальное эмбриональное развитие представляет собой хотя и выполнимую теоретически, но крайне сложную задачу, которую многие специалисты раньше считали неразрешимой. Из 236 опытов успех сопутствовал только одному, в результате которого и родилась Долли, содержащая генетический материал взрослой овцы.
Задание 30
Используя доступные информационные источники, попытайтесь сформулировать ответы на следующие вопросы. Поясните свои ответы.
А.
Приведите примеры использования биотехнологии в медицине.
Верно ли утверждение, что употребление овощей, выведенных методом традиционной селекции, намного безопаснее, чем трансгенных культур, потому что при селекционном скрещивании не происходит изменение генома растений?
Каким образом выращивание трансгенных культур на полях связано с сохранением биоразнообразия в дикой природе?
Б.
Приведите примеры полученных трансгенных культур, обладающих повышенной устойчивостью к тем или иным факторам окружающей среды.
Верно ли утверждение, что при употреблении в пищу трансгенных продуктов перенесенные в них гены встраиваются в геном человека?
Каким образом при использовании трансгенных культур может достигаться уменьшение ущерба окружающей среде от использования ядохимикатов?
В.
Приведите примеры генетически модифицированных животных. Объясните, с какую цель преследовали ученые при их создании.
Верно ли утверждение, что белковые токсины, продуцируемые трансгенными растениями для защиты от вредителей, намного опаснее, чем используемые в сельском хозяйстве химические пестициды?
Почему выращивание трансгенных культур может быть экономически выгодно?