Каждый организм в мире является уникальным и обладает неповторимым геномом. Или нет? Давайте разбираться.
Откуда в нас ДНК?
Живые организмы могут размножаться двумя способами: бесполым и половым путём. В первом случае генетический материал родителя в точности передаётся потомку. Во втором новый организм формируется из клетки, которая называется зигота. Она образуется в результате слияния половых клеток родителей. Таким образом, в новый организм попадает ДНК и от одного родителя, и от другого.
Бесполое размножение широко распространено, но не среди животных. Такой метод воспроизведения потомства позволяет быстро и эффективно создавать новых особей. Не надо никого искать, ни с кем встречаться, ходить в кино, знакомиться с родителями. Раз — и сразу потомство. Тогда зачем какие-то ещё способы?
Половое размножение связано с поиском партнёра, ухаживаниями, размножением, вынашиванием или высиживанием потомства. Это очень энергозатратно. Но у полового размножения есть одно важное преимущество перед бесполым — оно позволяет создавать генетически разнообразные организмы. Комбинации ДНК позволяют получать множество потомков неидентичных между собой и не являющихся точными копиями своих родителей. Это даёт шанс на появление очень удачных сочетаний генов. Такие организмы лучше приспособлены к окружающей среде и имеют больше ресурсов для размножения и передачи своих удачных сочетаний генов дальше. Несмотря на всё удобство бесполого размножения, большинство видов практикуют половое размножение или хотя бы половые процессы для обмена генетическим материалом с другими особями. Животные за редким исключением размножаются только половым способом.
А теперь о клонах.
Клонами называют организмы с идентичным генетическим материалом. Как вы уже догадались, в природе они могут получаться только в результате бесполого размножения (или очень упрощенного полового). Таким образом, клоны животных — ситуация выдающаяся. При этом вы точно знаете и наверняка сталкивались с ними, ведь клонами по сути являются однояйцевые близнецы.
Близнецы получаются при неправильном делении одной зиготы. В стандартной ситуации в оплодотворении участвуют две гаметы, они сливаются, образуется одна клетка с двойным набором ДНК. И дальше она делится с образованием одного организма. В большинстве случаев. Но иногда зигота проходит первое деление, а потом каждая из полученных клеток даёт начало новому организму. Это, кстати, тоже называют вариантом бесполого получения особей, потому что всё дело в неправильном делении. Хотя это и не считается в полной мере клонированием.
Как это делают.
Клонирование как научная технология прочно вошло в нашу жизнь в 1996 году после рождения первого клонированного млекопитающего — овцы Долли. До сих пор животных клонируют методом, который применялся тогда — путём переноса ядер соматических клеток (или somatic cell nuclear transfer, SCNT).
Для клонирования вам понадобится: одна соматическая (то есть неполовая) клетка того, кого вы хотите воспроизвести, и одна яйцеклетка-донора. Вместо последней также можно взять одну клетку бластоцисты, то есть эмбриона на очень ранней стадии развития. В этой яйцеклетке есть ядро и своя ДНК, которую необходимо извлечь. Далее помещаете ядро из соматической клетки в яйцеклетку. Можно поместить клетки в электрический ток, чтобы спровоцировать деление и развитие эмбриона. Далее эмбрион подсаживаете в матку самки, которая выносит и родит клон.
Стоит учитывать, что случайным образом взятая соматическая клетка может иметь мутации в генетическом материале. А также что в митохондриях клеток (в том числе яйцеклетки донора) также есть небольшое количество ДНК. По этим двум причинам генетический материал клона может быть не полностью идентичен исходному организму, хотя отличия и будут крайне малы. На настоящий момент таким способом успешно клонированы животные 23 видов.
Коммерческое клонирование.
В настоящее время коммерческое клонирование животных применяется во многих областях. В сельском хозяйстве при помощи клонирования фермеры улучшают качество поголовья, воспроизводя наиболее удачных особей. Впоследствии их используют для скрещивания, а не непосредственно для производства мяса. Лошади, на которых играют в поло и верблюды клонируются для участия в соревнованиях. Органы клонированных свиней уже начинают использовать при пересадке органов.
Многие люди надеются, что клонированием нам удастся восстановить биоразнообразие, или даже “воскресить” давно исчезнувшие виды — мамонтов или динозавров. С этим есть определенные трудности, поскольку качество генетического материала вымерших тысячи лет назад животных не позволяет качественно провести эту процедуру. А также есть отличия в ДНК с современными животными, которые могли бы стать донорами яйцеклеток и выносить этих клонов.
На настоящий момент единственным вымершим видом, который учёным удалось клонировать в 2022 стал пиренейский козерог, однако полученный клон умер через несколько минут после рождения из-за физических дефектов в лёгких.
В чём минусы клонирования?
Этические вопросы, связанные с технологией клонирования стоят очень остро. Для создания одного клона требуется большое количество яйцеклеток-доноров, а также суррогатные самки, которые будут вынашивать клонов. Многие эмбрионы не приживаются или особи умирают сразу после рождения. Для примера, при первом клонировании собаки удалось получить двух клонированных щенков после трёх удачных беременностей, тогда как более 1000 эмбрионов были имплантированы в 123 суррогатные самки. Хотя технология развивается, и постепенно учёным удаётся увеличить эффективность этого процесса. Однако вопрос необходимости такого способа получения новых особей всё ещё может вызывать большие сомнения.
Буду рада вашим лайкам, если вам понравилась эта статья. Напишите в комментариях, как вы считаете, нужно ли продолжать развивать эти технологии и какие вы видите опасности, связанные с этой темой.
