Клонированиеживотных Термин «клон» (побег) был впервые использован в 1903 г. Вебером (Германия) применительно к растениям, размножающимся вегетативным путем и означал, что дочерние растения клона генетически идентичны материнскому.
Клонирование – получение потомков, являющихся точной генетической копией организма. Совокупность таких потомков – копий, происходящих от одного организма, называют клоном. Организмы в пределах каждого клона характеризуются одинаковой фенотипической однородностью и идентичным генотипом.
Методы получения генокопий:
1. Пересадка ядер соматических клеток в нуклеированную яйцеклетку;
2. Индуцирование партеногенеза (андрогенез, гиногенез), позволяющего полностью передавать потомкам генотип или матери или отца.
Дифференцированная соматическая клетка содержит полный набор генов свойственных данному организму. Кариотип таких клеток не отличается ничем от кариотипа оплодотворенной яйцеклетки (зиготы).
У животных в соматических клетках после их дифференциации (7-8 день) происходит стабильная репрессия или инактивация части генома, что ограничивает использование ядер дифференцированных клеток в клонировании.
Этапы клонирования:
1. Извлечение ядер (бластомеров у 8-16 клеточного эмбриона);
2. Разделение яйцеклетки-реципиента на ядросодержащий и безъядерный фрагменты (получение энуклеированной яйцеклетки);
3. Слияние энуклеированной яйцеклетки с ядром (бластомерам) с помощью инактивированного вируса Сендай или электрического поля;
4. Помещение реконструированной зиготы огаровый цилиндр;
5. Культивирование эмбрионов в яйцеводах промежуточных реципиентов до стадии бластоцисты (7-8 дней);
6. Пересадка бластацисты конечному реципиенту.
Получение химерных животных.
Chimaira – огнедышащее животное, чудовище с головой льва, туловищем козы и хвостом дракона. Химера – сборное, составное животное, состоящее из генетически разнородных клеточных популяций, происходящих более чем от одной оплодотворенной яйцеклетки.
С генетической точки зрения химеры – это продукт объединения 2 и более ранних эмбрионов, вследствие чего они обладают сложным комбинированным генотипом.
Химеры – гибридные животные, у потомков происходит расщепление, но отсутствует перекомбинация генов исходных пород или видов, поэтому химеры сохраняют признаки и свойства исходных форм лишь в 1 поколении.
Методы получения химер
Агрегационный метод создания химер Разработан В. Тарковским (1961) и Б. Минцем (1962) при получении химерных мышей. Из яйцеводов самок извлекают эмбрионы на 4-5 день после оплодотворения (8-16 бластомеров), обрабатывают ферментом проназой с целью освобождения от прозрачной оболочки и сближают их с помощью стеклянной микроиглы или толчков струн из микропипетки в питательной среде под слоем парафинового масла на обогреваемом столике микроскопа (370С). Объединенные эмбрионы культивируют в течение 24-48 часов до завершения агрегации.
Инъекционный метод создания химер разработан Р. Гарднером (1968).
При этом используют эмбрионы на стадии бластоцисты (7-8 дней). Эмбрион удерживают всасывающей пипеткой, закрепленной на манипуляторе, путем прокалывания прозрачной оболочки делают отверстие 2 стеклянными иглами и растягивают его. В образованную щель вводят третью иглу и с ее помощью щель превращается в отверстие – формы, в которое инъекционной пипеткой впрыскиваются внутренняя клеточная масса эмбриона – донора.
Получение трансгенных животных. Современные методы селекции с.-х. животных базируются на использовании внутривидовой генетической изменчивости. Как правило, виды генетически изолированы друг от друга, т.е. не скрещиваются между собой, т.к. этому препятствуют так называемые механизмы репродуктивной изоляции:
а) презиготические – препятствуют образованию зигот;
б) постзиготические – снижение жизнеспособности и плодовитости животных.
Преодолеть биологические границы видов и использовать межвидовую генетическую изменчивость для создания новых форм животных можно с помощью переноса генов.
Под переносом чужеродных генов понимают пересадку вне организма рекомбинантных молекул ДНК в клетке другого животного, вне зависимости от видовой принадлежности.
Если чужеродный ген интегрировался в геноме другого животного, то такой ген обозначается как трансген, а животные называются трансгенными. Кодируемый трансгеном белок носит название трансгенного продукта. Если животные передают трансгены своим потомкам, то образуются трансгенные линии.
Если произошла интеграция чужеродного гена в клетках высших животных, то они становятся носителями новых наследственных свойств и продуцируют новые для них вещества.
Для переноса генов млекопитающим используют 3 метода:
1) микроинъекцию рекомбинантной ДНК в пронуклеус зиготы;
2) использование ретровирусов в качестве векторов;
3) инъекцию трансформированных эмбриональных стволовых клеток в эмбрион.
Все методы переноса генетической информации млекопитающим охватывают ранние этапы онтогенеза – от оплодотворенной яйцеклетки до формирования бластоцисты, способной инплантироваться в матку реципиента.
Вопросы для контроля:
Как Вы понимаете термин «клонирование животных»?
