В биологии Клонирование — появление естественным путём или получение нескольких генетически идентичных организмов путём бесполого (в том числе вегетативного) размножения или партеногенеза. Клонирование можно отнести к размножению специфических сегментов ДНК с использованием метода, называемого ПЦР (полимеразная цепная реакция). Клон называют индивидуумами или клетками с одинаковым генетическим составом, а также молекулами ДНК с одинаковой нуклеотидной последовательностью.
Трансгенные организмы — растения и животные, которые включили искусственно перенесенные чужеродные нуклеотидные последовательности в свой геном.
Все одноклеточные организмы размножаются путем деления клеток и клонируются. Клон представляет собой бактериальную колонию, растущую на чашке Петри со средой. Растения, которые размножаются бесполым путем, также клонируются. Идентичные клоны — идентичные близнецы, развивающиеся от распада эмбриона, сформированного из одной зиготы.
Клон может происходить из-за размножения: одноклеточных организмов, вируса или молекулы ДНК. Во время образования дочерних клеток, вирусов или молекул ДНК, которые приводят к образованию клонов, могут происходить мутации. Вирусы, клетки и молекулы ДНК, полученные в результате размножения, идентичны исходным формам до тех пор, пока в их генетическом материале не произойдет мутация.
Метод клонирования:
- Простым методом, который позволяет амплифицировать выбранный участок ДНК от нескольких сотен до нескольких тысяч нуклеотидов практически в любых количествах, является полимеразная цепная реакция (ПЦР). Преимущество этого метода заключается в возможности копировать определенный фрагмент ДНК, присутствующий в ограниченных количествах. Условием для проведения такого синтеза является знание нуклеотидных последовательностей, примыкающих к амплифицированному фрагменту ДНК. В дополнение к ним могут быть синтезированы короткие, приблизительно 20-нуклеотидные сегменты РНК, которые играют роль праймеров, необходимых для инициации процесса репликации.
- Другой метод клонирования основан на трансплантации клеточного ядра. Это включает перемещение ядра клетки от донора к реципиенту. Клетка получателя — неоплодотворенное яйцо, из которого с помощью микропипетки, клеточное ядро удалено. Затем ядро донорской клетки (донорская клетка с ядром) помещается в ядросодержащую яйцеклетку для копирования. Некоторые из модифицированных таким образом оолитов начинают развиваться как нормальные эмбрионы, и после пересадки их в суррогатную матку у них можно получить потомство. Первым клонированным млекопитающим в мире была овечка Долли, но это был один из многих успешных экспериментов.
- Легче получать культуры растительных тканей и даже отдельные клетки. Изолированные фрагменты растительных тканей (например, части листовых пластин, кончики побегов, фрагменты клубней, семена), выращенные в чашках Петри, содержащих среду, дополненную соответствующими факторами роста, сначала производят недифференцированную ткань, т.е. Каллюсат.
- Вегетативное размножение у растений также клонируется. Например, размножение растений путем обрезки побегов, корневищ или побегов приводит к образованию растений, генетически идентичных исходным формам.
- Получить трансгенных животных сложнее, чем растений. Самый простой способ — ввести большое количество копий гена в клетки эмбриона. Введенный ген будет только присоединяться к части клеток. Индивидуум, который развивается из такого эмбриона, будет состоять из клеток различного генетического состава. Только ассоциация людей с измененными зародышевыми клетками приведет к полностью генетически измененному потомству.
- Другой метод состоит в том, чтобы ввести ген в оплодотворенную яйцеклетку на двухъядерной стадии, когда ядро спермы и ядро яйцеклетки не полностью слились воедино. Затем они полностью соединяются и образуется одно диплоидное ядро зиготы, которое начинает делиться. Деления начинаются на соответствующих средах вплоть до стадии раннего эмбриона (бластоцисты). Эмбрион имплантируется в матку суррогатной матери. Трансгенные животные скрещиваются, чтобы передать новый ген потомству.