Клон (биотехнология)

Клонирование, в биологии — метод получения нескольких идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножения.

Термин клонирование пришёл в русский язык из английского. Лишь немного изменив своё звучание и написание, он является калькой английского clone, cloning. В самом же английском языке это слово стало употребляться (как биологический термин) менее 100 лет назад. Однако за этот небольшой для жизни слова срок оно уже успело несколько раз поменять своё значение.

Первоначально слово клон (англ. cloning от греч. κλων — «веточка, побег, отпрыск») стали употреблять для группы растений (например, фруктовых деревьев), полученных от одного растения-производителя вегетативным (не семенным) способом. Эти растения-потомки в точности повторяли качества своего прародителя и служили основанием для выведения нового сорта (в случае полезности их свойств для садоводства). Позже клоном стали называть не только всю такую группу, но и каждое отдельное растение в ней (кроме первого), а получение таких потомков — клонированием. Со временем значение термина расширилось и его стали употреблять при выращивании культур бактерий. Успехи биологии показали, что и у растений, и у бактерий сходство потомков с организмом-производителем обусловливается генетической идентичностью всех членов клона. Тогда уже термин клонирование стали употреблять для обозначения производства любых линий организмов, идентичных данному и являющихся его потомками. Позже название клонирование было перенесено и на саму технологию получения идентичных организмов, известную как замещение ядра, а потом также и на все организмы, полученные по такой технологии, от первых головастиков до овцы Долли. И уже в конце 1990-х годов XX века, подразумевая возможность применения той же технологии для получения генетически идентичных человеческих индивидов, заговорили и о клонировании человека. Термин перестал быть достоянием научной общественности, его подхватили СМИ, киноискусство, литература, производители компьютерных игр, и он вошёл в язык как общеупотребительное слово, уже не имеющее того специального значения, которым он обладал около ста лет назад.

Клонирование бактерий

Для бактерий клонирование является единственным способом размножения. Однако обычно, когда говорят о клонировании бактерий, имеют в виду намеренное размножение какой-то бактерии, выращивание её клона, культуры.

Естественное клонирование (в природе) у сложных организмов

Основная статья: Бесполое размножение

Основная статья: Партеногенез

Клонирование широко распространено в природе у различных организмов. У растений естественное клонирование происходит при различных способах вегетативного размножения. У животных клонирование происходит при амейотическом партеногенезе и различных формах полиэмбрионии. Так, среди позвоночных известны клонально размножающиеся виды ящериц, состоящие из одних партеногенетических самок. У человека естественные клоны — монозиготные близнецы. У некоторых видов броненосцев в норме рождается от четырех до девяти монозиготных близнецов. Широко распространено клональное размножение среди ракообразных и насекомых. Уникальный вариант естественного клонирования открыт недавно у муравьёв — малого огненного муравья (Wasmannia auropunctata) ^[1], самцы и самки которого клонируются независимо, так что генофонды двух полов не смешиваются. У этого вида рабочие особи развиваются из оплодотворенных яиц, матки — из неоплодотворенных диплоидных яиц. В некоторых яйцах, оплодотворенных самцами, все хромосомы матери разрушаются, и из таких гаплоидных яиц развиваются самцы.

Молекулярное клонирование

Благодаря фундаментальным биологическим открытиям 19-го — XX-го веков, а именно: открытие клеточного строения тканей, изобретение электронного микроскопа, открытие структуры клеточного ядра, хромосом, ДНК, генов, — стало возможным то, что ныне носит название молекулярного клонирования. Это технология клонирования наименьших биологических объектов — молекул ДНК, их частей и даже отдельных генов. Для молекулярного клонирования ДНК (обычно тем или иным способом измененную) вводят в вектор (например, бактериальную плазмиду или геном бактериофага. Размножаясь, бактерии и фаги многократно увеличивают и количество введенной ДНК, в точности сохраняя ее структуру. Чтобы затем выделить большое количество такой ДНК, необходимо отделить бактерии или фаги, которые ее содержат, от всех остальных, для чего и применяют клонирование, то есть выделение и размножение бактериального или фагового клона, содержащего необходимые молекулы ДНК. Для облегчения селекции бактериальных клонов в плазмиды обычно вводят ген резистентности к антибиотику, чаще всего ампициллину, в присутствии которого погибают все бактерии, не имеющие клонируемой плазмиды. Такое клонирование необходимо для изучения биологических молекул, их идентификации, решения вопросов клонирования тканей и др.^[2]

Клонирование многоклеточных организмов

Наибольшее внимание учёных и общественности привлекает клонирование многоклеточных организмов, которое стало возможным благодаря успехам генной инженерии. Создавая особые условия и вмешиваясь в структуру ядра клетки специалисты заставляют развиваться её в нужную ткань или даже в целый заранее намеченный организм. Причём открыты не только методы воспроизведения того организма, из которого клетка была взята, но и другого организма — того, от которого был взят только генетический материал. Появилась принципиальная возможность воспроизведения даже умершего организма. И даже тогда, когда от него остались минимальные части — лишь бы из них можно было выделить генетический материал. Различают полное и частичное клонирование организмов. При полном воссоздаётся весь организм целиком, при частичном — организм воссоздаётся — соответственно — не полностью. Например, лишь те или иные его ткани. Одно из перспективных применений клонированния тканей — клеточная терапия в медицине. Такие клетки могли бы компенсировать недостаток и дефекты собственных тканей организма и не отторгаются при трансплантации. Это так называемое репродуктивное и терапевтическое клонирование. Репродукти́вное клони́рование предполагает, что в результате получается целый организм. Кроме научных целей оно может применяться для восстановления исчезнувших видов или сохранения редких, и дрТерапевти́ческое клони́рование предполагает, что в результате намеренно не получается целого организма. Его развитие останавливают заранее, а получившиеся клетки используют для выработки нужных тканей или других биологических продуктов. Эксперименты показывают, что терапевтическое клонирование может быть с успехом применено для лечения некоторых заболеваний, считающихся неизлечимыми^[3].

Клонирование животных и высших растений

Основная статья: Клонирование животных и растений

Клонирование человека

Основная статья: Клонирование человека

Отношение к клонированию в обществе

В 2007 году Яну Уилмуту, одному из создателей овцы Долли, Королева Великобритании Елизавета II пожаловала рыцарское звание^[4].

Сформировалась новая фобия, случаи которой встречаются в психиатрии. Врач-психиатр Виктор Яровой, в декабре 2008 года определил новое понятие подобным расстройствам — бионализм. Бионализм — страх перед клонированными людьми, перед их возможным превосходством в физическом, моральном и духовном развитии.

Тема клонирования в культуре и искусстве

Литературные произведения, фильмы, компьютерные игры, затрагивающие тему клонирования человека и животных.

Литература

• Геном (роман) (1999) - Сергей Лукьяненко

Фильмы

• Парк юрского периода (1993)
• Шестой день (2000)
• Остров (2005)
• Эон Флакс (2005)
• Футурама (мультипликационный)
• Звёздные войны

Компьютерные игры

• Deus Ex
• Hitman

Примечания

1. ↑ Самцы и матки огненных муравьёв размножаются клонированием
2. ↑ Cbio.ru.Молекулярное клонирование
3. ↑ http://www.membrana.ru/lenta/index.html?8091
4. ↑ http://eternalmind.ru/content/view/1435/2/

Ссылки

• «Clone»: the history of a euphonious scientific term. Ursula Mittwoch (англ.)

См. также

• Генетика
• Клонирование человека.
• Клонирование животных и растений.
• Словарь генетических терминов
• Стволовые клетки
• Гибридизация клеток
• Биотехнология
• Трансгуманизм