Tipos de Clonagem: Notas sobre Tipos de Clonagem

Leia este artigo para aprender sobre os vários tipos de clonagem - clonagem de células, clonagem de genes, clonagem microbiana, clonagem de plantas e clonagem de animais!

A clonagem é a produção de estruturas vivas geneticamente idênticas à sua estrutura parental. Variações genéticas estão ausentes. A clonagem ocorre naturalmente em microrganismos que se reproduzem assexuadamente e multiplicam vegetativamente as plantas. Asexualmente reproduzindo animais inferiores como Amoeba proteus também produz clones.

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Os gêmeos idênticos monozigóticos são também clones, pois são formados pela divisão dos primeiros 2 ou mais embriões com células em duas partes iguais. Ambos possuem as mesmas características genéticas. O clone é, portanto, uma cópia exata ou cópias de um único pai vivo. A clonagem artificial foi conseguida em animais superiores. Sheep Dolly é um clone de sua mãe. A clonagem é de vários tipos - clonagem de células, clonagem de genes, clonagem microbiana, clonagem de plantas e clonagem de animais.

Clonagem Celular:

A clonagem de células é a formação de múltiplas cópias da mesma célula. As células de um clone são idênticas geneticamente, morfologicamente e fisiologicamente. A clonagem de células é necessária onde:

(i) Multiplicação de células com ADNr (ADN recombinante) e obtenção do produto requerido como enzima, hormona, anticorpo, etc. em boa quantidade, eg, insulina, anticorpos monoclonais.

(ii) A análise bioquímica deve ser realizada,

(iii) Estudo do efeito de diferentes fatores na estrutura e funcionamento de células idênticas,

(iv) Estudar o processo de diferenciação,

v) Manutenção de linhas puras em organismos unicelulares,

(vi) Manutenção de ADN e ADNc em bibliotecas de genes.

Totipotência é a capacidade de uma célula se transformar em um organismo completo. Está presente na maioria das células vegetais. Em contraste, a pluriopotência é a capacidade de uma célula de desenvolver o tipo Ot the Cell no corpo animal, por exemplo, células renais ou células do coração ou células nervosas. Normalmente, todas as plantas são totipotentes, mas em animais apenas o ovo fertilizado (zigoto) e as células-tronco no embrião são totipotentes. No entanto, técnicas foram desenvolvidas para cultivar células animais.

Um pequeno tecido animal é tomado em nutrientes líquidos. Proteinases e agentes ligantes de cálcio são adicionados a ela. A cultura é abalada mecanicamente. Ele separa as células. O tecido vegetal pode ser similarmente tomado em meio nutriente líquido e agitado mecanicamente quando as células se separam. As células separadas também têm a tendência de se dividir. Com a ajuda da micropipeta, células únicas são adicionadas a meios de cultura frescos para multiplicação e formação de clones celulares.

Clonagem de Genes:

A clonagem de genes é a formação de múltiplas cópias do mesmo gene. O DNA extrai-se de um organismo quebrando as suas células, a separação de núcleos e a ruptura do envelope nuclear. O DNA separado é submetido a endonucleases. Os fragmentos de DNA são passados ​​por eletroforese.

O gene selecionado é separado. Pode ser multiplicado diretamente pela reação em cadeia da polimerase (PCR) com a ajuda da Taq polimerase. Alternativamente, o gene pode ser combinado com o plasmídeo e outro DNA passageiro para formar o DNA recombinante. Este último é inserido em um hospedeiro onde o gene pode se multiplicar junto com a multiplicação do hospedeiro.

Aplicações de Clonagem de Genes:

(i) Utilidade Médica:

Bactérias podem ser usadas como fábricas vivas para sintetizar insulina, hormônio de crescimento, interferon, vitaminas e anticorpos, introduzindo neles genes que codificam essas substâncias junto com os plasmídeos.

ii) Utilidade Agrícola:

Os genes fixadores de nitrogênio das bactérias podem ser transferidos para as principais culturas para aumentar a produção de alimentos sem o uso de fertilizantes caros.

(iii) Genes com defeito nos fetos:

A tecnologia de DNA recombinante é útil no conhecimento de genes defeituosos nos fetos. Alguns desses genes também podem ser reparados.

(iv) Biblioteca Genética:

Os vários clones que representam todos os genes de um organismo são chamados de biblioteca genética desse organismo. A partir da biblioteca gênica, um clone com um gene específico pode ser identificado e esse gene pode ser multiplicado pelo crescimento do clone relevante em uma cultura para estudo. A seqüência de base neste gene pode ser encontrada.

A partir da sequência de bases, a sequência de aminoácidos num polipéptido pode ser calculada com base no código tripleto.

Clonagem Microbiana:

Micróbios multiplicam assexuadamente. Eles produzem clones. A clonagem forma milhões de cópias do mesmo micróbio. Portanto, uma vez que uma cepa desejada tenha sido criada, o micróbio é multiplicado e usado comercialmente. Tradicionalmente, eles têm sido usados ​​comercialmente para produzir uma série de produtos importantes, como iogurte, queijo, vinagre, ácido lático, vitaminas, antibióticos e bebidas alcoólicas. Eles estão sendo constantemente melhorados através de mutações para melhor rendimento. Um número de genes foi introduzido em micróbios para a obtenção de bioquímicos terapeuticamente importantes, bioquímicos industriais e outras funções.

Aplicações de Micróbios Geneticamente Projetados:

Clonagem de Plantas:

É realizado através de propagação vegetativa e cultura de tecidos. A clonagem de plantas é útil para a rápida multiplicação de plantas geneticamente modificadas, agronomicamente importantes e raras. As plantas importantes são primeiro modificadas geneticamente através de mutações, hibridização ou manipulação genética para incorporação de características como resistência a doenças, resistência à seca, tolerância a herbicidas, alto rendimento, maturação precoce, produtos alimentícios (por exemplo, GMFs como Arroz rico em vitamina A, pulso rico em lisina ), etc. A clonagem rápida é então realizada através de cultura de tecidos.

As áreas meristemáticas presentes nos ápices da raiz e da parte aérea são preferidas para o crescimento rápido. Eles são desinfetados, lavados, seccionados e colocados sobre o meio de cultura. As células são separadas. Cada célula forma um calo que pode ser sub-cultivado. O calo é tratado com hormônios para produzir organogênese e formar plântulas e plantas.

Clonagem Animal:

A formação de um ou mais animais geneticamente idênticos de um animal monoparental é denominada clonagem animal. A brotação na Hydra produz clones. Gêmeos monozigóticos (gêmeos idênticos) também são clones um do outro. Eles se desenvolvem a partir de um zigoto pela divisão do embrião inicial. O Dasypus novemcinctus (Armadillo) produz sempre um clone de 4-8 jovens idênticos do mesmo sexo formados a partir de um único zigoto.

Experiência de Gurdon:

Os primeiros experimentos bem-sucedidos em clonagem animal foram realizados por Gurdon (1962). Ele tomou células epiteliais intestinais ou girino. Ele separou o núcleo da célula epitelial. O núcleo foi inserido no ovo não fertilizado livre de núcleo de Xenopus laevis (sapo). O ovo sofreu desenvolvimento normal e produziu um sapo. Foi um clone desse sapo que doou seu núcleo.

Primeiro Mamífero Clonado do Mundo (Fig. 6.46 e 6.47):

Wilmut e colaboradores (1997), no Instituto Roslin em Edimburgo (Escócia), produziram o primeiro mamífero clonado do mundo, uma ovelha chamada Dolly. Foi um grande desenvolvimento na clonagem de animais. Eles pegaram células do úbere de uma ovelha de seis anos. Ovo não fertilizado de outro carneiro adulto foi retirado.

O ovo foi denucleado. Ndividindo núcleo de uma célula de úbere foi retirado e inserido no ovo denucleated. Em meio nutriente, o óvulo começou a sofrer clivagem. O embrião jovem foi implantado no útero (útero) de uma terceira ovelha. A mãe substituta deu à luz uma ovelha normal e saudável, Dolly, em 13 de fevereiro de 1997. Subseqüentemente, vários experimentos de clonagem foram realizados com sucesso.

Clone do Gaur Asiático:

Cientistas de Massachusetts (EUA) clonaram recentemente uma espécie em extinção, a gaur asiática (Bos gaurus) - um mamífero com chifres. Foi clonado a partir de uma única célula da pele tirada de um gaur asiático morto. A célula da pele foi fundida com um óvulo de vaca cujo gene foi removido. A célula fundida foi transferida para o útero (útero) de outra vaca. O bezerro gaur nasceu. O gaur asiático é a primeira espécie ameaçada de extinção a ser clonada e também o primeiro animal clonado a se gestar no útero de outra espécie.

Clonagem de Gado:

Cientistas do Japão clonaram gado de uma maneira diferente. Eles conseguiram cultivar até oito bezerros idênticos de uma célula fertilizada de sua mãe (Fig. 6.48). Quando a vaca mãe acasalou com o touro, ela fertilizou o ovo (zigoto) em seu útero. Esta célula divide em dois e depois em quatro e depois em oito.

Este embrião é removido do útero. As células embrionárias são então separadas usando uma enzima. Cada célula isolada é mantida em um meio nutriente e, posteriormente, implantada no útero de uma vaca diferente da "mãe hospedeira". O útero da mãe anfitriã deve aceitar a célula e fazê-la crescer. Cada célula cresce em um bezerro normal e saudável.

Clonagem humana:

Embora a clonagem humana possa ajudar a preservar o genótipo desejado de um indivíduo, ela pode permanecer uma presunção em um futuro próximo por causa de algumas dificuldades práticas ou técnicas não resolvidas e razões éticas. No que diz respeito aos temores expressos sobre a produção de clones humanos no futuro próximo, é um fato que a maioria dos traços comportamentais humanos são adquiridos ou aprendidos.

O que quer que façamos ou pensemos é principalmente uma atividade derivada ou atividade modificada por meio de aprendizado ou treinamento. Como tal, os clones humanos, se produzidos no futuro, não se comportariam de forma idêntica ao seu “pai clone”. Por exemplo, ocorrem diferenças no comportamento ou na maneira de trabalhar dos gêmeos idênticos criados sob condições de vida variáveis. Além disso, sabe-se que a expressão dos genes é influenciada por muitos fatores e o meio ambiente é um deles.

Muitas das doenças hereditárias em humanos são devidas a genes recessivos em condição homozigótica. Indivíduos heterozigotos são portadores de genes prejudiciais. A freqüência de portadores heterozigotos é maior do que o número de indivíduos homozigotos.

A clonagem humana pode levar a perigos de endogamia e a freqüência de indivíduos homozigotos afetados por distúrbios pode aumentar após casamentos entre clones heterozigotos. Assim, a clonagem pode afetar adversamente a diversidade genética e, consequentemente, reduzir as resistências corporais às doenças, como visto nas monoculturas.

A clonagem humana descartaria a participação sexual do parceiro masculino na reprodução. Mas a reprodução sexual envolvendo a fertilização do óvulo pelo espermatozóide é essencial para a sobrevivência. Traz variações genéticas nos descendentes, tornando-os mais adaptáveis ​​e aptos para a seleção natural. A clonagem de plantas e animais, portanto, pode ser mais benéfica para a humanidade do que a clonagem humana.

Aplicação de Clonagem Animal:

O porco é considerado um doador adequado de órgãos para transplante para humanos. Porcos geneticamente modificados ou raças adequadas de porcos podem ser clonados para transplante de órgãos. A população de espécies ameaçadas de animais pode ser aumentada pela clonagem. A clonagem pode ser de grande utilidade para melhorar o pedigree do gado. Raças superiores de animais podem ser multiplicadas por esta técnica.