Papel de tecnología clonada

Actualmente existen muchos métodos de clonación de ADN. El proceso básico se muestra en la siguiente figura (no a escala).

Se puede observar que el ADN así obtenido se puede aplicar a muchos aspectos de la investigación biológica, incluido el análisis y procesamiento de la secuencia de bases de ADN específico y la producción en masa de proteínas valiosas en la industria biotecnológica. .

2. Clonación de individuos biológicos

(1) Clonación de individuos de plantas

En la década de 1950, los botánicos utilizaron zanahorias como materiales modelo para estudiar si el material genético es Se pierde en las células vegetales diferenciadas. Para su sorpresa, descubrieron que a partir de una sola célula de zanahoria altamente diferenciada se podía desarrollar una planta completa. Por tanto, creían que las células vegetales eran totipotentes. Una población de zanahorias desarrollada a partir de más de dos células somáticas en una zanahoria tiene el mismo trasfondo genético, por lo que es un clon. ¡El proceso de clonación de esta planta es un proceso completo de reproducción asexual!

(2) Clonación de animales individuales

(1) El nacimiento de “Dolly”

27 de febrero de 1997, Instituto Roslin, Edimburgo, Reino Unido Ian Wilmott del Instituto Roslin anunció al mundo el nacimiento de Dolly, la primera oveja clonada del mundo, lo que inmediatamente causó sensación en todo el mundo.

Dolly está emparentada con tres ovejas. Una es una oveja finlandesa de Dorset que está preñada de tres meses y la otra es una oveja escocesa de cara negra. La oveja finlandesa de Dorset proporcionó un conjunto completo de información genética, es decir, el núcleo (llamado donante); la oveja escocesa de cara negra proporcionó el óvulo sin núcleo y otra oveja escocesa de cara negra proporcionó la fuente del embrión de oveja. el medio ambiente: el útero, que es la madre "biológica" de la oveja Dolly. Todo el proceso de clonación se describe brevemente de la siguiente manera:

Las células de la glándula mamaria se extraen de las glándulas mamarias de las ovejas Dorset en Finlandia y se colocan en un medio nutritivo de baja concentración. Las células dejan de dividirse gradualmente y se denominan células donantes. . Inyecte gonadotropinas en ovejas escocesas de cara negra para inducir la ovulación, extraiga los óvulos no fertilizados e inmediatamente enucleelos, dejando un óvulo sin semillas, llamado célula receptora, utilizando el método de pulsos eléctricos, las células del donante y las células del receptor se fusionan. eventualmente formando células fusionadas. Debido a que los pulsos eléctricos también pueden producir una serie de reacciones similares al proceso de fertilización natural, las células fusionadas también pueden dividirse y diferenciarse como óvulos fertilizados para formar células embrionarias. Las células embrionarias fueron trasplantadas al útero de otra oveja escocesa de cara negra, donde se diferenciaron y desarrollaron aún más, hasta formar finalmente un cordero. Las ovejas Dolly nacen idénticas en apariencia a las ovejas Dorset.

Un año después, otro grupo de científicos informó que se habían obtenido más de 20 células trasplantando los núcleos de células del cúmulo de ratón (células altamente diferenciadas en la periferia del ovocito) en ovocitos sin núcleo completamente desarrollados. ratones. Si Dolly no es suficiente para que la llamen oveja clonada, ya que solo hay una, estos ratones

son verdaderamente ratones clonados.

②El proceso básico de clonación de ratones mediante transferencia nuclear.

En este experimento, las células del cúmulo se obtuvieron mediante el siguiente proceso: se indujo a ratas hembra a entrar en un estado de alta producción de óvulos mediante múltiples inyecciones consecutivas de gonadotropina coriónica. Luego se recolectaron complejos de células del cúmulo y ovocitos de las trompas de Falopio de ratas hembra. El tratamiento con ácido hialurónico dispersa las células del cúmulo. Seleccione células de cúmulo con un diámetro de 10 a 12 micrones como donantes nucleares (experimentos anteriores han demostrado que si se utilizan núcleos de células de cúmulo con diámetros más pequeños o más grandes, los ovocitos después de la transferencia nuclear rara vez se desarrollan hasta la etapa de 8 células). Las células del cúmulo seleccionadas se almacenan en un entorno de solución determinado y el trasplante nuclear se realiza en 3 horas (a diferencia de esto, cuando se obtuvo Dolly, las células mamarias utilizadas como donantes nucleares se multiplicaron primero en el medio de cultivo de 3 a 6 veces).

Se recolectaron ovocitos de diferentes ratones hembra (generalmente durante la metafase meiótica II) mediante un método similar al anterior. Retire con cuidado el núcleo del ovocito utilizando un tubo delgado con un diámetro de aproximadamente 7 micrones bajo un microscopio y trate de no eliminar el citoplasma. También retire con cuidado el núcleo de las células del cúmulo y elimine la mayor cantidad de citoplasma posible (elimine una pequeña cantidad de citoplasma pasando el núcleo varias veces en el tubo de vidrio).

Inyectar directamente en los ovocitos enucleados dentro de los 5 minutos posteriores a la nucleación. Los ovocitos trasplantados nucleares se colocan en una solución especial durante 1 a 6 horas y luego se añaden iones de estroncio divalentes (Sr2) y citocalasina B. El primero activa los ovocitos y el segundo inhibe la formación de cuerpos polares y la eliminación de cromosomas. Luego, los ovocitos tratados se extraen y se colocan en una solución especial que no contiene estroncio ni citocalasina B, lo que permite que las células se dividan en embriones.

Se implantan embriones de diferentes estadios (desde el estadio de 2 células hasta el estadio de blastocisto) en las trompas de Falopio o en el útero de ratones hembra pseudopreñadas que se han apareado con ratones macho ligados hace unos días para su desarrollo. Después de aproximadamente 19 días, se extirparon quirúrgicamente los fetos de ratones completamente desarrollados.

En la actualidad, los animales clonados mediante transferencia nuclear de células embrionarias incluyen ratones, conejos, cabras, ovejas, cerdos, vacas y monos. En China, además de los monos, hay animales clonados y las cabras también pueden clonarse mediante transferencia nuclear en serie. Esta tecnología va un paso más allá de la segmentación de embriones y permitirá clonar más animales. Porque cuantas más veces se divide un embrión, menos células hay en cada parte y menos capaz es el individuo desarrollado. ¡Los animales clonados por transferencia nuclear de células somáticas sólo tienen un proceso de reproducción asexual completo!