15.11: Репродуктивное клонирование

Репродуктивное клонирование – это процесс создания генетически идентичной копии & mdash; клона & mdash; всего организма. Хотя клоны могут быть получены путем расщепления раннего эмбриона – аналогично тому, что происходит в естественных условиях с однояйцевыми близнецами, – клонирование взрослых животных обычно выполняется с помощью процесса, называемого переносом ядра соматической клетки (SCNT).

Перенос ядра соматической клетки

В SCNT яйцеклетка берется у животного и ее ядро ​​удаляется, образуя энуклеированное яйцо. Затем соматическая клетка – любая клетка, не являющаяся половой клеткой, – берется у клонируемого животного. Затем ядро ​​соматической клетки переносится в яйцеклетку с удаленным ядром – либо путем прямой инъекции, либо путем слияния соматической клетки с яйцом с помощью электрического тока.

Яйцо теперь содержит ядро ​​с хромосомной ДНК животного, которое нужно клонировать. Его стимулируют к делению, образуя эмбрион, который затем имплантируется в матку суррогатной матери. Если все идет хорошо, нормально развивается и клон рождается.

Хотя этот процесс использовался для успешного клонирования многих различных типов животных, включая овец, коров, мулов, кроликов и собак, его эффективность невысока, и лишь небольшой процент эмбрионов доживает до рождения. Клонированные животные, дожившие до рождения, также стареют и преждевременно умирают. Это связано с тем, что их ДНК происходит из взрослых клеток, которые подверглись укорочению теломер – потере небольшой части защитных концов хромосом с каждым делением клетки – как часть нормального процесса старения.

В то время как хромосомная ДНК клона такая же, как у донора ядра, она может иметь различные митохондриальные ДНК, так как митохондрии происходят от цитоплазмы яйцеклетки, которая, как правило, пролучена от другого животного. Кроме того, фенотипические различия могут возникать между клоном и оригинальным животным, из-за экологических и эпигенетических факторов. Например, первая клонированная кошка, Cc, выглядела очень иначе, чем оригинальная кошка, потому что узор шкурки объясняется случайной инактивацией Х-хромосомы в разных клетках.

Несмотря на технические проблемы, клонирование в целях воспроизводства имеет много потенциальных применений, включая производство генетически идентичных исследовательских животных, животноводства с желаемыми чертами и потомства исчезающих видов. Он даже имеет потенциальное применение в бесплодии и болезнях человека, хотя клонирование людей еще не было осуществлено, и будет связано с этическими проблемами.