أنواع الاستنساخ: ملاحظات حول أنواع الاستنساخ

اقرأ هذه المقالة للتعرف على أنواع عديدة من الاستنساخ - استنساخ الخلايا ، واستنساخ الجينات ، والاستنساخ الميكروبي ، واستنساخ النباتات ، واستنساخ الحيوانات!

الاستنساخ هو إنتاج هياكل حية مطابقة جينيا لهيكلها الأم. الاختلافات الجينية غائبة. يحدث الاستنساخ بشكل طبيعي في الميكروبات التي تتكاثر بلا تكاثر والنباتات التي تتكاثر نباتيا. إن استنساخ الحيوانات الدخيلة مثل بروتين Amoeba ينتج أيضاً استنساخاً.

الصورة مجاملة: sh.educonv.com/pars_docs/refs/61/60983/img4.jpg

التوائم المتماثلة الأحادية المتماثلة هي أيضا مستنسخات لأنها تتشكل عن طريق تقسيم الجنين في وقت مبكر 2 أو أكثر إلى قسمين متساويين. كلاهما لهما نفس الخصائص الجينية. لذلك ، فالنسخ هو نسخة كربونية دقيقة أو نسخ من الوالد الحي الوحيد. وقد تم تحقيق الاستنساخ الاصطناعي في الحيوانات الأعلى. Sheep Dolly هي نسخة من أمها. الاستنساخ هو من عدة أنواع - استنساخ الخلايا ، واستنساخ الجينات ، والاستنساخ الميكروبي ، واستنساخ النباتات واستنساخ الحيوانات.

استنساخ الخلايا:

استنساخ الخلايا هو تشكيل نسخ متعددة من نفس الخلية. خلايا من استنساخ متطابقة وراثيا وجسديا وفسيولوجيا. مطلوب استنساخ الخلايا حيث:

(1) تكاثر الخلايا التي تحتوي على rDNA (الحمض النووي المؤتلف) والحصول على المنتج المطلوب مثل الإنزيم والهرمونات والجسم المضاد ، وما إلى ذلك بكميات جيدة ، مثل الأنسولين والأجسام المضادة أحادية النسيلة.

(2) التحليل البيوكيميائى يجب القيام به ،

(3) دراسة تأثير العوامل المختلفة على بنية وأداء الخلايا المتماثلة ،

(رابعا) دراسة عملية التمايز ،

(5) صيانة الخطوط النقية في الكائنات الخلوية المفردة ،

(6) صيانة rDNA و cDNA في المكتبات الجينية.

Totipotency هو قدرة الخلية على النمو إلى كائن كامل. وهو موجود في معظم الخلايا النباتية. وعلى النقيض من ذلك ، فإن الجوهرية هي قدرة الخلية على تطوير النوع Otу Ot the Cell في جسم الحيوان ، على سبيل المثال ، خلايا الكلى أو خلايا القلب أو الخلايا العصبية. عادة ما تكون جميع النباتات متناهية القربى ولكن في الحيوانات فقط البويضة الملقحة (البيضة الملقحة) والخلايا الجذعية في الكيسة الأريمية الجنينية هي توتيبوتينت. ومع ذلك ، فقد تم تطوير تقنيات لتنمو خلايا الحيوانات.

يؤخذ نسيج حيواني صغير الحجم في مغذيات سائلة. تضاف البروتينات وعوامل ربط الكالسيوم إليها. الثقافة تهتز ميكانيكيا. يفصل الخلايا. يمكن أخذ الأنسجة النباتية بالمثل في وسط المغذيات السائلة وتهتز ميكانيكيا عندما تنفصل الخلايا. الخلايا المنقسمة لها أيضا ميل إلى الانقسام. بمساعدة micropipette ، يتم إضافة خلايا واحدة إلى وسائل الإعلام ثقافة جديدة لضرب وتشكيل الحيوانات المستنسخة.

استنساخ الجينات:

الاستنساخ الجيني هو تكوين نسخ متعددة من نفس الجين. يتم استخراج الحمض النووي من كائن حي عن طريق كسر الخلايا ، وفصل النوى وتمزق المغلف النووي. يخضع الحمض النووي المفصول إلى نوكليازات داخلية. يتم تمرير شظايا الحمض النووي من خلال الرحلان الكهربي.

يتم فصل الجين المحدد. ويمكن مضاعفته مباشرة بواسطة تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) بمساعدة من بوليميراز الطيق. ويمكن تحويل الجين بالتناوب مع الحمض النووي البلازميدي وحمض الراكب الآخر لتشكيل الحمض النووي المؤتلف. يتم إدخال الأخير في مضيف يمكن أن يتضاعف فيه الجين مع مضاعفة المضيف.

تطبيقات استنساخ الجينات:

(ط) المرافق الطبية:

يمكن استخدام البكتيريا كمصانع حية لتجميع الأنسولين وهرمون النمو والإنترفيرون والفيتامينات والأجسام المضادة عن طريق إدخالها في الجينات التي ترمز لهذه المواد إلى جانب البلازميدات.

(2) المنفعة الزراعية:

يمكن نقل الجينات المثبتة للنيتروجين من البكتيريا إلى المحاصيل الرئيسية لتعزيز إنتاج الغذاء دون استخدام الأسمدة باهظة الثمن.

(3) الجينات المعيبة في الأجنة:

تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف مفيدة في معرفة - الجينات المعيبة في الأجنة. يمكن أيضًا إصلاح بعض هذه الجينات.

(4) مكتبة الجينات:

تسمى الحيوانات المستنسخة المختلفة التي تمثل جميع جينات الكائن الحي مكتبة الجينات الخاصة بهذا الكائن. من مكتبة الجينات ، يمكن تحديد استنساخ له جين معين ويمكن مضاعفة هذا الجين عن طريق زراعة استنساخ ذي صلة في ثقافة للدراسة. يمكن العثور على تسلسل القاعدة في هذا الجين.

من تسلسل القاعدة ، يمكن وضع تسلسل الأحماض الأمينية في بولي ببتيد على أساس الشفرة الثلاثية.

الاستنساخ الميكروبي:

تتكاثر الميكروبات لاجنسيا. انهم ينتجون الحيوانات المستنسخة. الاستنساخ يشكل ملايين النسخ من نفس الميكروب. لذلك ، بمجرد خلق السلالة المرغوبة ، يتم مضاعفة الميكروب واستخدامه تجاريًا. تقليديا تم استخدامها تجاريا لإعطاء عدد من المنتجات الهامة مثل الزبادي والجبن والخل وحامض اللبنيك والفيتامينات والمضادات الحيوية والمشروبات الكحولية. يتم تحسينها باستمرار من خلال الطفرات لتحقيق عائد أفضل. تم إدخال عدد من الجينات في الميكروبات للحصول على المواد الكيميائية الحيوية العلاجية والكيميائية الحيوية الصناعية وغيرها من الوظائف.

تطبيقات الميكروبات المهندسة وراثيا:

استنساخ النباتات:

ويتم من خلال التكاثر الخضري وزراعة الأنسجة. إن استنساخ النباتات مفيد في التكاثر السريع للنباتات المعدلة وراثيا ، والنباتات ذات الأهمية الزراعية والنادرة. يتم أولاً تغيير النباتات الوراثية من خلال الطفرات ، أو التهجين ، أو التلاعب الجيني لإدراج مثل هذه الصفات كمقاومة للأمراض ، مقاومة الجفاف ، تحمّل مبيدات الأعشاب ، إنتاجية عالية ، نضوج مبكر ، منتجات غذائية (على سبيل المثال ، GMFs مثل الأرز الغني بفيتامين A ، نبض غني لليسين ومن ثم يتم إجراء الاستنساخ السريع من خلال زراعة الأنسجة.

المناطق المارثية الموجودة في الجذر وتطلق apices تفضل للنمو السريع. يتم تطهيرها وغسلها وتقطيعها وتوضع فوق مستنبت. يتم فصل الخلايا. كل خلية تشكل الكالس الذي يمكن أن يكون فرعي. يتم التعامل مع الكالس مع الهرمونات لتحقيق organogenesis وتشكيل plantlets ثم النباتات.

استنساخ الحيوان:

يسمى تكوين واحد أو أكثر من الحيوانات المتشابه وراثيا من حيوان واحد الوالد حيوان الاستنساخ. تنتج Budding في هيدرا المستنسخة. كما أن التوائم المتماثلة الزيجوت (التوائم المتماثلة) تستنسخ من بعضها البعض. أنها تتطور من أحد zygote عن طريق تقسيم الجنين في وقت مبكر. Dasypus novemcinctus (أرماديلو) ينتج دائماً نسخة من 4-8 صغار متطابقين من نفس الجنس يتكون من زيجوت واحد.

تجربة جوردون:

أول التجارب الناجحة في استنساخ الحيوانات قام بها غوردون (1962). تولى الخلايا الطلائية في الأمعاء أو الشرغوف. فصل النواة عن الخلية الظهارية. تم إدخال النواة في البويضة غير المخصبة الخالية من نواة Xenopus laevis (العلجوم). خضعت البيضة لتطور طبيعي وأنتجت الضفدع. كانت نسخة من ذلك الضفدع الذي تبرع نواته.

الثدييات المستنسخة الأولى في العالم (الشكلان 6.46 و 6.47):

أنتج ويلموت وزملاؤه (1997) ، في معهد روزلين في أدنبره (اسكتلندا) ، أول حيوان ثديي مستنسخ في العالم خروفاً ، يدعى دوللي. كان تطورا كبيرا في استنساخ الحيوانات. أخذوا خلايا من الضرع من الأغنام البالغ من العمر ست سنوات. بيض غير مخصب من خروف بالغ آخر أخرج.

كانت البيضة منزوعة النواة. تم اخراج نواة النواة من خلية الضرع وادخالها في البويضة المنوية. في وسط المغذيات بدأت البيضة في الانقسام. تم زرع الجنين الشاب في الرحم من خروف ثالث. أنجبت الأم البديلة الحمل الطبيعي السليم ، دوللي ، في 13 فبراير 1997. بعد ذلك ، تم إجراء العديد من تجارب الاستنساخ بنجاح.

نسخة من جاور الآسيوي:

استنسخ علماء من ماساشوسيتس (الولايات المتحدة الأمريكية) مؤخرا نوعا من الكائنات المهددة بالانقراض ، وهو الجور الآسيوي (Bos gaurus) - وهو حيوان ثديي مقزز. تم استنساخه من خلية واحدة من الجلد مأخوذة من غور آسيوي ميت. تم دمج خلية الجلد مع بويضة البقرة التي أزيلت الجينة. تم نقل الخلية المنصهرة إلى الرحم (بطن) بقرة أخرى. ولد عجل العجل. إن الجور الآسيوي هو أول أنواع مهددة بالانقراض يتم استنساخها وكذلك أول حيوان مستنسخ ليحفظ في رحم نوع آخر.

استنساخ الماشية:

استنسخ علماء يابانيون الماشية بطريقة مختلفة. لقد نجحوا في زراعة ما يصل إلى ثمانية عجول متماثلة من خلية مخصبة من أمهاتهم (الشكل 6.48). عندما تتزاوج البقرة الأم مع الثور ، تقوم بتخصيب البويضة (البيضة الملقحة) في رحمها. تنقسم هذه الخلية إلى قسمين ثم في أربع ثم في ثمانية.

تتم إزالة هذا الجنين من الرحم. ثم يتم فصل الخلايا الجنينية باستخدام الانزيم. يتم الاحتفاظ بكل خلية معزولة في وسط غذائي ، وبعد ذلك يتم زرعها في رحم بقرة "أم مضيفة" مختلفة. يجب على رحم الأم المضيفة قبول الخلية وجعلها تنمو. كل خلية تنمو في العجل ، صحية طبيعية ، طفل.

الاستنساخ البشري:

على الرغم من أن الاستنساخ البشري يمكن أن يساعد في الحفاظ على التركيب الوراثي المرغوب للفرد ، إلا أنه قد يبقى افتراضًا في المستقبل القريب بسبب بعض الصعوبات العملية أو الفنية التي لم تحل وأسباب أخلاقية. بقدر ما نشعر بالقلق مخاوف حول إنتاج الحيوانات المستنسخة البشرية في المستقبل القريب ، فمن حقيقة أن يتم اكتساب أو معظم الصفات السلوكية البشرية.

كل ما نفعله أو نفكر فيه هو في الغالب نشاط أو نشاط مشتق معدّل من خلال التعلم أو التدريب. وعلى هذا النحو ، فإن الاستنساخ البشري ، إذا تم إنتاجه في المستقبل ، لن يتصرف على نحو مماثل مع "والدته الأصلية". على سبيل المثال ، تحدث اختلافات في سلوك أو طريقة عمل التوائم المتماثلة التي تثار تحت ظروف معيشية متفاوتة. إلى جانب ذلك ، من المعروف أن التعبير عن الجينات يتأثر بالعديد من العوامل والبيئة هي واحدة منها.

العديد من الأمراض الوراثية في البشر ترجع إلى جينات متنحية في حالة متماثلة الزيجوت. الأفراد المتخالفون هم حاملون للجينات الضارة. ويقال إن وتيرة ناقلات متماثلة الزيجوت يكون أكبر من عدد من الأفراد متماثلة اللواقح.

قد يؤدي استنساخ البشر إلى مخاطر زواج الأقارب وقد يزيد تواتر الأفراد المتماثلين متماثلي اللواقح الذين يعانون من اضطرابات بعد الزواج بين الحيوانات المستنسخة متخالف. وبالتالي قد يؤثر الاستنساخ سلبًا على التنوع الوراثي وبالتالي يقلل من مقاومة الجسم للأمراض كما يُرى في الزراعات الأحادية.

من شأن استنساخ البشر أن يتجاهل المشاركة الجنسية للشريك الذكر في الاستنساخ. لكن التكاثر الجنسي الذي يتضمن تخصيب البويضات عن طريق الحيوانات المنوية ، ضروري للبقاء على قيد الحياة. إنه يجلب الاختلافات الجينية في النسل مما يجعلها أكثر قابلية للتكيف ومناسبة للاختيار الطبيعي. وبالتالي ، قد يكون استنساخ النباتات والحيوانات أكثر فائدة للبشرية من استنساخ البشر.

تطبيق الاستنساخ الحيواني:

يعتبر الخنزير مانحًا مناسبًا للأعضاء المزروعة للإنسان. يمكن استنساخ الخنازير المهندسة وراثيا أو السلالات المناسبة من الخنازير لزرع الأعضاء. يمكن زيادة عدد أنواع الحيوانات المهددة بالانقراض عن طريق الاستنساخ. يمكن أن يكون الاستنساخ ذا فائدة هائلة في تحسين نسب الثروة الحيوانية. يمكن مضاعفة السلالات الكبيرة من الحيوانات بهذه التقنية.