Typer af kloning: Noter om typer af kloning

Læs denne artikel for at lære om de forskellige typer kloning-cellekloning, genkloning, mikrobiell kloning, plantekloning og dyrekloning!

Kloning er produktionen af ​​levende strukturer, der er genetisk identisk med deres moderstruktur. Genetiske variationer er fraværende. Kloning forekommer naturligt i aseksuelt reproducerende mikrober og vegetativt multiplicerer planter. Asexually reproducerende lavere dyr som Amoeba proteus producerer også kloner.

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

Monozygotiske identiske tvillinger er også kloner, da de dannes ved opdeling af de tidlige 2 eller flere cellede embryoner i to lige store dele. Begge har samme genetiske egenskaber. Klon er derfor en nøjagtig kopi eller kopier af en enkelt levende forælder. Kunstig kloning er opnået hos højere dyr. Får Dolly er en klon af sin mor. Kloning er af flere typer-cellekloning, genkloning, mikrobiell kloning, plantekloning og dyrekloning.

Cell Cloning:

Cellekloning er dannelsen af ​​flere kopier af samme celle. Celler af en klon er genetisk identiske, morfologisk og fysiologisk. Cellekloning er påkrævet, hvor:

(i) Multiplikation af celler med rDNA (rekombinant DNA) og opnåelse af det krævede produkt som enzym, hormon, antistof mv i god mængde, fx insulin, monoklonale antistoffer.

(ii) Biokemisk analyse skal gennemføres,

(iii) Undersøgelse af virkningen af ​​forskellige faktorer på strukturen og funktionen af ​​identiske celler,

(iv) at studere differentieringsprocessen

(v) Vedligeholdelse af rene linjer i enkeltcellede organismer,

(vi) Vedligeholdelse af rDNA og cDNA i genbiblioteker.

Totipotency er en celles evne til at vokse til en hel organisme. Det er til stede i de fleste planter celler. I modsætning hertil er pluriopotency evnen hos en celle til at udvikle selve typen af ​​cellen i dyrkroppen, for eksempel nyreceller eller hjerteceller eller nerveceller. Normalt er alle planter totipotente, men hos dyr er kun befrugtede æg (zygote) og stamceller i den embryonale blastocist toipotente. Der er imidlertid blevet udviklet teknikker til dyrkning af dyreceller.

Et lille dyrevæv tages i væskeformigt næringsstof. Proteinaser og calciumbindemidler tilsættes til det. Kulturen rykkes mekanisk. Det adskiller cellerne. Plantevæv kan ligeledes tages i flydende næringsmedium og rystes mekanisk, når cellerne adskilles. De separerede celler har også tendens til at opdele. Ved hjælp af mikropipette tilsættes enkeltceller til friske dyrkningsmedier til multiplikation og dannelse af cellekloner.

Gene Cloning:

Genkloning er dannelsen af ​​flere kopier af det samme gen. DNA ekstraheres fra en organisme ved at bryde sine celler, adskillelse af kerner og rupturering af nuklear kuvert. Det separerede DNA udsættes for endonukleaser. DNA-fragmenter passeres gennem elektroforese.

Det valgte gen adskilles. Det kan multipliceres direkte ved polymerasekædereaktion (PCR) ved hjælp af Taq polymerase. Alternativt kan gen fremstilles til at kombinere med plasmid og andet passager-DNA til dannelse af rekombinant DNA. Sidstnævnte indsættes i en vært, hvor genet kan formere sig sammen med multiplikationen af ​​værten.

Anvendelser af Gene Cloning:

(i) medicinsk værktøj:

Bakterier kan anvendes som levende fabrikker til syntetisering af insulin, væksthormon, interferon, vitaminer og antistoffer ved at indføre dem i gener, der koder for disse stoffer sammen med plasmiderne.

ii) landbrugsværktøj:

Nitrogenbindende gener af bakterier kan overføres til større afgrøder for at øge fødevareproduktionen uden at bruge dyre gødning.

(iii) Defekte gener i fetuserne:

Rekombinant DNA-teknologi er nyttig i at kende - defekte gener i fostre. Nogle af disse gener kan også repareres.

(iv) genbibliotek:

De forskellige kloner, som repræsenterer alle gener af en organisme, kaldes genbibliotek af denne organisme. Fra genbibliotek kan en klon med et specifikt gen identificeres, og dette gen kan multipliceres ved at dyrke den relevante klon i en kultur til undersøgelse. Basisekvensen i dette gen kan findes.

Fra basesekvensen kan sekvensen af ​​aminosyrer i et polypeptid udarbejdes på basis af tripletkoden.

Mikrobiel kloning:

Mikrober formere aseksuelt. De producerer kloner. Kloning danner millioner af kopier af samme mikrobe. Når en ønsket stamme er blevet skabt, multipliceres mikroben og anvendes kommercielt. Traditionelt har de været brugt kommercielt til at give en række vigtige produkter som yoghurt, ost, eddike, mælkesyre, vitaminer, antibiotika og alkoholholdige drikkevarer. De bliver konstant forbedret gennem mutationer for bedre udbytte. En række gener er blevet introduceret i mikrober til opnåelse af terapeutisk vigtige biokemikalier, industrielle biokemikalier og andre funktioner.

Anvendelser af genetisk manipulerede mikrober:

mikrober Applikationer
Escherichia coli (gut bakterie) Produktion af humant insulin, humane vækstfaktorinterferoner, interleukin og så videre
Bacillus thuringiensis (jordbakterie) Produktion af endotoxin (Bt-toksin), stærkt potent, sikkert og biologisk nedbrydeligt insekt til plantebeskyttelse.
Rhizobium meliloti (jordbakterie) Kvælstoffiksering ved at inkorporere "nif" gen af ​​bælgfrugter i kornafgrøder.
Pseudomonas fluorescens (bakterie) Forebyggelse af frostskader på planterne (f.eks. Jordbær), som den vokser på.
Pseudomonas putida (bakterie) Afstøvning af olieudslip ved fordøjelse af kulbrinter af råolie.
Bakteriestammer, der er i stand til at akkumulere tungmetaller Bioremediering (rengøring af forurenende stoffer i miljøet)
Trichoderma (svampe) Fremstilling af enzymkitinaser til biokontrol af svampesygdomme i planter.

Plantekloning:

Det udføres gennem vegetativ formering og vævskultur. Plantekloning er nyttig til hurtig multiplikation af genetisk manipulerede, agronomisk vigtige og sjældne planter. De vigtige planter er først genetisk forandret gennem mutationer, hybridisering eller genmanipulation til inkorporering af sådanne egenskaber som sygdomsresistens, tørkebestandighed, herbicidtolerance, højt udbytte, tidlig modning, fødevareprodukter (fx GMF'er som vitamin A rige ris, lysin rig puls ) osv. Hurtig kloning udføres derefter gennem vævskultur.

Meristematiske områder, der er til stede ved rot og skyder apices foretrækkes til hurtig vækst. De desinficeres, vaskes, skæres og placeres over dyrkningsmedium. Cellerne er adskilt. Hver celle danner en callus, der kan subkultiveres. Callus behandles med hormoner for at skabe organogenese og danne plantager og derefter planter.

Animal Cloning:

Dannelse af et eller flere genetisk identiske dyr fra et enlige moderdyr kaldes dyrekloning. Sprudling i Hydra producerer kloner. Monozygotiske tvillinger (identiske tvillinger) er også klon af hinanden. De udvikler sig fra en zygote ved opdeling af det tidlige embryo. Dasypus novemcinctus (Armadillo) producerer altid en klon med 4-8 identiske unge af samme køn dannet fra en enkelt zygote.

Gurdon eksperiment:

Første succesfulde forsøg med dyrekloning blev udført af Gurdon (1962). Han tog tarmepitelceller eller tadpole. Han adskilte kernen fra epitelcellen. Kernen blev indsat i det nukleare frie ufrugtede æg af Xenopus laevis (padd). Ægget gennemgik normal udvikling og producerede et pad. Det var en klon af den pad, der donerede sin kerne.

Verdens første klonede mammal (fig. 6.46 & 6.47):

Wilmut og kollegaer (1997) ved Roslin Institute i Edinburgh (Skotland) producerede verdens første klonede pattedyr et får, der hedder Dolly. Det var en stor udvikling i dyrekloning. De tog celler fra yveret af et seksårigt får. Ufrugtede æg af et andet voksent får blev taget ud.

Ægget blev denukleeret. Nondividing-kernen i en yvercelle blev taget ud og indsat i detucleerede æg. I næringsmedium begyndte ægget at spaltes. Det unge embryo blev implanteret i livmoderen af ​​et tredje får. Surrogatmoren fødte normal sundt lam, Dolly, den 13. februar 1997. Efterfølgende er der blevet udført flere kloningsforsøg med succes.

Klon af asiatisk gaur:

Forskere fra Massachusetts (USA) har for nylig klonet en truet art, den asiatiske gaur (Bos gaurus) - et humped horned pattedyr. Det blev klonet fra en enkelt hudcelle taget fra en død asiatisk gylle. Hudcellen blev fusioneret med en kos æg, hvis gen blev fjernet. Den smeltede celle blev overført til livmoderen (livmoderen) af en anden ko. Gaurkalven blev født. Asiatisk gaur er den første truede art, der skal klones, og også det første klonede dyr, der skal gestat i livmoderen af ​​en anden art.

Kloning af kvæg:

Forskere fra Japan har klonet kvæg på en anden måde. De har lykkedes at vokse så mange som otte identiske kalve fra en moderfødt celle af deres mor (figur 6.48). Når moderkoen har parret med tyren, har hun befrugtet æg (zygote) i sin livmoder. Denne celle opdeles i to og derefter i fire og derefter i otte.

Dette embryo fjernes fra livmoderen. De embryonale celler separeres derefter under anvendelse af et enzym. Hver isoleret celle holdes i et næringsmedium og senere implanteret i livmoderen af ​​en anden værtsmorsko. Værtsmoderens livmoder skal acceptere cellen og gøre den voksen. Hver celle vokser til en normal, sund, babykalve.

Menneske kloning:

Selvom menneskelig kloning kan hjælpe med at bevare den ønskede genotype af et individ, kan det forblive en formodning i den nærmeste fremtid på grund af nogle uløste praktiske eller tekniske vanskeligheder og etiske grunde. Hvad angår frygt udtrykt for produktion af menneskelige kloner i den nærmeste fremtid, er det en kendsgerning, at de fleste menneskelige adfærdsmæssige træk er erhvervet eller lært.

Uanset hvad vi gør eller tænker, er det for det meste en afledt aktivitet eller aktivitet, der ændres gennem læring eller træning. Som sådan vil menneskelige kloner, hvis de frembringes i fremtiden, ikke opføre sig identisk med deres "klonforældre". For eksempel forekommer der forskelle i adfærd eller måde at arbejde på de samme tvillinger, der rejses under forskellige levevilkår. Udover dette er det kendt, at generet er påvirket af mange faktorer, og miljø er et af dem.

Mange af de arvelige sygdomme hos mennesker skyldes recessive gener i homozygot tilstand. Heterozygote individer er bærere af skadelige gener. Hyppigheden af ​​heterozygote bærere siges at være større end antallet af homozygote individer.

Human kloning kan føre til farer ved indavl og hyppigheden af ​​homozygote individer, der er ramt af lidelser, kan øges efter ægteskaber mellem heterozygotiske kloner. Kloning kan således påvirke den genetiske mangfoldighed negativt og reducere kroppsresistenserne mod sygdomme som set i monokulturer.

Human kloning ville forkaste seksuel deltagelse af mandlige partnere i reproduktion. Men seksuel reproduktion, der involverer befrugtning af æg med sæd, er afgørende for overlevelse. Det medfører genetiske variationer i afkomene, der gør dem mere tilpasbare og passer til naturligt valg. Kloning af planter og dyr kan derfor være mere gavnlig for menneskeheden end human kloning.

Anvendelse af dyrekloning:

Svin betragtes som en egnet donor af organer til transplantation til mennesker. Genetisk udviklede grise eller egnede svinavl kan klones for organtransplantation. Befolkning af truede dyrearter kan øges ved kloning. Kloning kan være af stor betydning for at forbedre stamtavlen af ​​husdyr. Overordnede dyrearter kan multipliceres med denne teknik.