Klonarten: Hinweise zu Klonarten

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten des Klonens - das Zellklonen, das Genklonen, das Mikrobielle Klonen, das Klonen von Pflanzen und das Klonen von Tieren!

Klonen ist die Erzeugung von lebenden Strukturen, die genetisch mit ihrer Elternstruktur identisch sind. Genetische Variationen fehlen. Das Klonen erfolgt auf natürliche Weise in asexuell reproduzierenden Mikroben und vegetativ vermehrenden Pflanzen. Untere Tiere, wie Amoeba Proteus, die sexuell reproduzieren, produzieren auch Klone.

Bild mit freundlicher Genehmigung: sh.educonv.com/pars_docs/refs/61/60983/img4.jpg

Monozygote identische Zwillinge sind ebenfalls Klone, da sie durch Aufspaltung des frühen 2 oder mehr zelligen Embryos in zwei gleiche Teile gebildet werden. Beide haben die gleichen genetischen Eigenschaften. Klon ist daher eine genaue Kopie oder Kopien eines einzelnen lebenden Elternteils. Bei höheren Tieren wurde künstliches Klonen erreicht. Sheep Dolly ist ein Klon seiner Mutter. Das Klonen ist von mehreren Typen - Zellklonierung, Genklonierung, Mikrobenklonierung, Pflanzenklonierung und Tierklonierung.

Zellklonen:

Beim Klonen von Zellen werden mehrere Kopien derselben Zelle gebildet. Zellen eines Klons sind genetisch, morphologisch und physiologisch identisch. Das Klonen von Zellen ist erforderlich, wenn

(i) Multiplikation von Zellen mit rDNA (rekombinante DNA) und Gewinnung des erforderlichen Produkts wie Enzym, Hormon, Antikörper usw. in guter Menge, z. B. Insulin, monoklonale Antikörper.

ii) Eine biochemische Analyse ist durchzuführen.

(iii) Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Faktoren auf die Struktur und Funktion identischer Zellen,

(iv) Untersuchung des Differenzierungsprozesses

(v) Aufrechterhaltung reiner Linien in einzelligen Organismen,

(vi) Aufrechterhaltung von rDNA und cDNA in Genbanken.

Totipotenz ist die Fähigkeit einer Zelle, sich zu einem vollständigen Organismus zu entwickeln. Es ist in den meisten Pflanzenzellen vorhanden. Im Gegensatz dazu ist Pluriopotenz die Fähigkeit einer Zelle, sich im tierischen Körper zu entwickeln, beispielsweise Nierenzellen oder Herzzellen oder Nervenzellen. In der Regel sind alle Pflanzen totipotent, aber bei Tieren sind nur befruchtete Eier (Zygote) und Stammzellen in der embryonalen Blastozyste totipotent. Es sind jedoch Techniken entwickelt worden, um tierische Zellen zu züchten.

Ein kleines tierisches Gewebe wird in flüssigem Nährstoff aufgenommen. Dazu werden Proteinasen und Calciumbindemittel gegeben. Die Kultur wird mechanisch geschüttelt. Es trennt die Zellen. Pflanzengewebe kann auf ähnliche Weise in flüssigem Nährmedium aufgenommen und mechanisch geschüttelt werden, wenn sich die Zellen trennen. Die getrennten Zellen haben auch die Tendenz, sich zu teilen. Mit Hilfe der Mikropipette werden frische Zellen zur Vermehrung und Bildung von Zellklonen mit einzelnen Zellen versetzt.

Genklonierung:

Beim Genklonieren werden mehrere Kopien desselben Gens gebildet. DNA wird aus einem Organismus durch Brechen seiner Zellen, Trennen von Kernen und Brechen der Kernhülle gewonnen. Die abgetrennte DNA wird Endonukleasen unterzogen. DNA-Fragmente werden durch Elektrophorese geleitet.

Das ausgewählte Gen wird getrennt. Es kann mit Hilfe der Taq-Polymerase direkt durch Polymerase-Kettenreaktion (PCR) multipliziert werden. Alternativ kann ein Gen so hergestellt werden, dass es mit Plasmid- und anderer Passagier-DNA kombiniert wird, um rekombinante DNA zu bilden. Letzteres wird in einen Wirt eingefügt, in dem sich das Gen mit der Vermehrung des Wirts vermehren kann.

Anwendungen des Genklonens:

(i) medizinischer Versorger:

Bakterien können als lebende Fabriken zur Synthese von Insulin, Wachstumshormon, Interferonen, Vitaminen und Antikörpern verwendet werden, indem sie Gene einführen, die diese Substanzen zusammen mit den Plasmiden kodieren.

(ii) landwirtschaftlicher Versorger:

Die Stickstofffixierungsgene von Bakterien können auf Hauptkulturen übertragen werden, um die Nahrungsmittelproduktion zu steigern, ohne teure Düngemittel zu verwenden.

(iii) Defekte Gene in den Feten:

Die rekombinante DNA-Technologie ist nützlich, um defekte Gene in den Feten zu erkennen. Einige dieser Gene können auch repariert werden.

(iv) Genbank:

Die verschiedenen Klone, die alle Gene eines Organismus repräsentieren, werden als Genbank dieses Organismus bezeichnet. Aus der Genbibliothek kann ein Klon mit einem spezifischen Gen identifiziert werden, und dieses Gen kann durch Züchten des relevanten Klons in einer Kultur für die Studie vermehrt werden. Die Basensequenz in diesem Gen kann gefunden werden.

Aus der Basensequenz kann anhand des Triplett-Codes die Sequenz von Aminosäuren in einem Polypeptid ermittelt werden.

Mikrobielles Klonen:

Mikroben vermehren sich asexuell. Sie produzieren Klone. Beim Klonen werden Millionen von Kopien derselben Mikrobe erzeugt. Sobald eine gewünschte Spannung erzeugt wurde, wird die Mikrobe daher multipliziert und kommerziell verwendet. Traditionell werden sie kommerziell zur Herstellung einer Reihe wichtiger Produkte verwendet, wie Joghurt, Käse, Essig, Milchsäure, Vitamine, Antibiotika und alkoholische Getränke. Sie werden ständig durch Mutationen für einen besseren Ertrag verbessert. Eine Reihe von Genen wurde in Mikroben eingeführt, um therapeutisch wichtige Biochemikalien, industrielle Biochemikalien und andere Funktionen zu erhalten.

Anwendungen von gentechnisch hergestellten Mikroben:

Klonen von Pflanzen:

Es wird durch vegetative Vermehrung und Gewebekultur durchgeführt. Das Klonen von Pflanzen ist nützlich für die schnelle Vermehrung von gentechnisch veränderten, agronomisch wichtigen und seltenen Pflanzen. Die wichtigen Pflanzen werden zunächst durch Mutationen, Hybridisierung oder Genmanipulation genetisch verändert, um solche Merkmale wie Krankheitsresistenz, Dürreresistenz, Herbizidtoleranz, hohe Erträge, frühreifende Lebensmittelprodukte (z. B. GMFs wie Vitamin A-reicher Reis, Lysin-reicher Puls) zu integrieren ) usw. Das schnelle Klonieren wird dann durch Gewebekultur durchgeführt.

Meristematische Bereiche an der Wurzel- und Triebspitze sind für schnelles Wachstum bevorzugt. Sie werden desinfiziert, gewaschen, geschnitten und über Kulturmedium gelegt. Die Zellen sind getrennt. Jede Zelle bildet einen Kallus, der subkultiviert werden kann. Kallus wird mit Hormonen behandelt, um Organogenese hervorzurufen und Pflänzchen und dann Pflanzen zu bilden.

Tierklonen:

Die Bildung eines oder mehrerer genetisch identischer Tiere aus einem einzigen Elterntier wird als Klonen von Tieren bezeichnet. Budding in Hydra produziert Klone. Monozygote Zwillinge (identische Zwillinge) sind auch Klone voneinander. Sie entwickeln sich aus einer Zygote durch Aufspaltung des frühen Embryos. Dasypus novemcinctus (Armadillo) produziert immer einen Klon von 4-8 identischen jungen Geschlechtern, die aus einer einzigen Zygote bestehen.

Gurdons Experiment:

Erste erfolgreiche Experimente beim Klonen von Tieren wurden von Gurdon (1962) durchgeführt. Er nahm Darmepithelzellen oder Kaulquappe. Er trennte den Kern von der Epithelzelle. Der Kern wurde in das kernfreie unbefruchtete Ei von Xenopus laevis (Kröte) eingeführt. Das Ei entwickelte sich normal und erzeugte eine Kröte. Es war ein Klon der Kröte, die ihren Kern spendete.

Das erste geklonte Säugetier der Welt (Abb. 6.46 & 6.47):

Wilmut und Mitarbeiter (1997), am Roslin Institute in Edinburgh (Schottland), produzierten das erste geklonte Säugetier der Welt, ein Schaf namens Dolly. Es war eine wichtige Entwicklung beim Klonen von Tieren. Sie nahmen Zellen aus dem Euter eines sechsjährigen Schafes. Unbefruchtetes Ei eines anderen erwachsenen Schafes wurde herausgenommen.

Das Ei wurde entkernt. Der sich nicht teilende Zellkern einer Euterzelle wurde herausgenommen und in das denukleierte Ei eingebracht. In Nährmedium begann das Ei zu spalten. Der junge Embryo wurde in die Gebärmutter eines dritten Schafs implantiert. Die Leihmutter brachte am 13. Februar 1997 ein normales gesundes Lamm Dolly zur Welt. Anschließend wurden mehrere Klonierungsexperimente erfolgreich durchgeführt.

Klon von Asian Gaur:

Wissenschaftler aus Massachusetts (USA) haben kürzlich eine gefährdete Art geklont, den asiatischen Gaur (Bos gaurus) - ein buckliges, gehörntes Säugetier. Es wurde aus einer einzigen Hautzelle geklont, die einem toten asiatischen Gaur entnommen wurde. Die Hautzelle wurde mit einem Kuhei fusioniert, dessen Gen entfernt wurde. Die fusionierte Zelle wurde in die Gebärmutter einer anderen Kuh übertragen. Das Gaur Kalb war geboren. Der asiatische Gaur ist die erste gefährdete Art, die geklont wurde, und auch das erste geklonte Tier, das im Mutterleib einer anderen Art gestation ist.

Klonen von Rindern:

Wissenschaftler aus Japan haben Rinder auf andere Weise geklont. Es ist ihnen gelungen, aus einer befruchteten Zelle ihrer Mutter bis zu acht identische Kälber zu ziehen (Abb. 6.48). Wenn die Mutterkuh sich mit dem Stier paart, hat sie im Mutterleib Ei (Zygote) befruchtet. Diese Zelle teilt sich in zwei, dann in vier und dann in acht.

Dieser Embryo wird aus dem Mutterleib entfernt. Die embryonalen Zellen werden dann unter Verwendung eines Enzyms getrennt. Jede isolierte Zelle wird in einem Nährmedium gehalten und später in den Mutterleib einer anderen "Mutter der Mutter" implantiert. Der Mutterleib der Gastmutter muss die Zelle annehmen und wachsen lassen. Jede Zelle wächst zu einem normalen, gesunden Kleinkind.

Klonen von Menschen:

Obwohl das Klonen beim Menschen dazu beitragen kann, den gewünschten Genotyp eines Individuums zu erhalten, kann es in naher Zukunft aufgrund einiger ungelöster praktischer oder technischer Schwierigkeiten und ethischer Gründe eine Vermutung bleiben. In Bezug auf die Ängste hinsichtlich der Produktion von menschlichen Klonen in naher Zukunft ist es eine Tatsache, dass die meisten menschlichen Verhaltensmerkmale erworben oder erlernt werden.

Was wir tun oder denken, ist meistens eine abgeleitete Aktivität oder Aktivität, die durch Lernen oder Training verändert wird. Als solches würden sich menschliche Klone, wenn sie in Zukunft produziert werden, nicht identisch mit ihren "Klon-Eltern" verhalten. Beispielsweise treten Unterschiede im Verhalten oder in der Arbeitsweise der unter unterschiedlichen Lebensbedingungen gezüchteten Zwillinge auf. Abgesehen davon ist bekannt, dass die Expression von Genen durch viele Faktoren beeinflusst wird und die Umwelt eine davon ist.

Viele der Erbkrankheiten beim Menschen beruhen auf rezessiven Genen im homozygoten Zustand. Heterozygote sind Träger von schädlichen Genen. Die Häufigkeit von heterozygoten Trägern soll größer sein als die Anzahl der homozygoten Individuen.

Beim Klonen von Menschen kann es zu Inzuchtgefahren kommen, und die Häufigkeit von mit Störungen behafteten homozygoten Individuen kann sich nach Heiraten zwischen heterozygoten Klonen erhöhen. Daher kann das Klonen die genetische Vielfalt beeinträchtigen und folglich die Widerstandsfähigkeit des Körpers gegen Krankheiten verringern, wie dies bei Monokulturen der Fall ist.

Beim Klonen von Menschen würde die sexuelle Beteiligung männlicher Partner an der Fortpflanzung wegfallen. Aber die sexuelle Fortpflanzung mit Befruchtung des Eies durch Spermien ist für das Überleben unerlässlich. Es bringt genetische Variationen in den Nachkommen hervor, die sie anpassungsfähiger machen und für eine natürliche Auslese geeignet sind. Das Klonen von Pflanzen und Tieren kann daher für die Menschheit vorteilhafter sein als das Klonen von Menschen.

Anwendung des Klonens von Tieren:

Schwein gilt als geeigneter Organspender für die Transplantation an Menschen. Gentechnisch hergestellte Schweine oder geeignete Rassen von Schweinen können für die Organtransplantation geklont werden. Die Population gefährdeter Tierarten kann durch Klonen erhöht werden. Klonen kann immens sein, wenn es darum geht, den Stammbaum der Tiere zu verbessern. Überlegene Tierrassen können mit dieser Technik multipliziert werden.