معلومة

17.1 د: الاستنساخ التناسلي - علم الأحياء

17.1 د: الاستنساخ التناسلي - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

الاستنساخ التكاثري ، الممكن من خلال التكاثر اللاجنسي المستحث صناعياً ، هو طريقة تستخدم لاستنساخ كائن حي بأكمله.

أهداف التعلم

  • التفريق بين الاستنساخ التناسلي والاستنساخ الخلوي والجزيئي

النقاط الرئيسية

  • يحدث أحد أشكال التكاثر اللاجنسي ، التوالد العذري ، عندما ينمو الجنين ويتطور دون إخصاب البويضة.
  • في الاستنساخ التناسلي ، إذا تم استبدال النواة أحادية الصيغة الصبغية لخلية بويضة بنواة ثنائية الصبغيات من خلية فرد من نفس النوع ، فإنها ستصبح زيجوتًا مطابقًا وراثيًا للمتبرع.
  • أصبح الاستنساخ الإنجابي ناجحًا ، ولكن لا يزال له قيود حيث غالبًا ما يُظهر الأفراد المستنسخون تشوهات في الوجه والأطراف والقلب.
  • تمت محاولة الاستنساخ العلاجي ، وهو استنساخ الأجنة البشرية كمصدر للخلايا الجذعية الجنينية ، من أجل إنتاج خلايا يمكن استخدامها لعلاج الأمراض أو العيوب الضارة.

الشروط الاساسية

  • استنساخ: كائن حي ينتج لاجنسيًا من سلف واحد ، وهو متطابق وراثيًا
  • خلايا جذعية: خلية بدائية غير متمايزة يمكن أن تتطور منها مجموعة متنوعة من الخلايا الأخرى من خلال عملية التمايز الخلوي
  • التوالد العذري: شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي حيث يحدث نمو وتطور الأجنة دون إخصاب

الاستنساخ التناسلي

الاستنساخ التناسلي هو طريقة تستخدم لعمل نسخة أو نسخة متطابقة من كائن حي متعدد الخلايا بأكمله. تخضع معظم الكائنات متعددة الخلايا للتكاثر بالوسائل الجنسية ، والتي تتضمن التهجين الجيني لشخصين (الوالدين) ، مما يجعل من المستحيل توليد نسخة متطابقة أو استنساخ لأي من الوالدين. جعلت التطورات الحديثة في التكنولوجيا الحيوية من الممكن تحفيز التكاثر اللاجنسي للثدييات في المختبر.

يحدث التوالد العذري ، أو "الولادة العذراء" ، عندما ينمو الجنين ويتطور دون حدوث إخصاب البويضة ؛ هذا شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي. مثال على التوالد العذري يحدث في الأنواع التي تضع فيها الأنثى بيضة. إذا تم تخصيب البويضة ، فهي بويضة ثنائية الصبغيات ويتطور الفرد إلى أنثى ؛ إذا لم يتم تخصيب البويضة ، فإنها تظل بويضة أحادية العدد وتتطور إلى ذكر. تسمى البويضة غير المخصبة بالبيضة العذرية أو البكر. تضع بعض الحشرات والزواحف بيضًا مكرّرًا للتكاثر يمكن أن يتطور إلى بالغ.

يتطلب التكاثر الجنسي خليتين ؛ عندما تندمج البويضة أحادية الصيغة الصبغية وخلايا الحيوانات المنوية ، ينتج عن ذلك زيجوت ثنائي الصيغة الصبغية. تحتوي نواة اللاقحة على المعلومات الجينية لإنتاج فرد جديد. ومع ذلك ، فإن التطور الجنيني المبكر يتطلب المادة السيتوبلازمية الموجودة في خلية البويضة. تشكل هذه الفكرة أساس الاستنساخ التناسلي. إذا تم استبدال النواة أحادية الصيغة الصبغية لخلية البويضة بنواة ثنائية الصبغيات من خلية أي فرد من نفس النوع (تسمى المتبرع) ، فستصبح زيجوتًا مطابقًا وراثيًا للمتبرع. نقل نواة الخلية الجسدية هو تقنية نقل نواة ثنائية الصبغيات إلى بويضة منزوعة النواة. يمكن استخدامه للاستنساخ العلاجي أو الاستنساخ التناسلي.

كان أول حيوان مستنسخ هو دوللي ، وهي شاة ولدت في عام 1996. وكان معدل نجاح الاستنساخ لأغراض التكاثر في ذلك الوقت منخفضًا للغاية. عاشت دوللي لمدة سبع سنوات وتوفيت بسبب مضاعفات في الجهاز التنفسي. هناك تكهنات بأنه نظرًا لأن الحمض النووي للخلية ينتمي إلى فرد أكبر سنًا ، فقد يؤثر عمر الحمض النووي على متوسط ​​العمر المتوقع للفرد المستنسخ. منذ دوللي ، تم استنساخ العديد من الحيوانات (مثل الخيول والثيران والماعز) بنجاح ، على الرغم من أن هؤلاء الأفراد غالبًا ما يظهرون تشوهات في الوجه والأطراف والقلب. كانت هناك محاولات لإنتاج أجنة بشرية مستنسخة كمصادر للخلايا الجذعية الجنينية. يشار إليها أحيانًا باسم الاستنساخ لأغراض علاجية ، وتنتج هذه التقنية خلايا جذعية تحاول علاج الأمراض أو العيوب الضارة (على عكس الاستنساخ التناسلي ، الذي يهدف إلى تكاثر كائن حي). ومع ذلك ، واجهت جهود الاستنساخ العلاجي مقاومة بسبب اعتبارات أخلاقية حيوية.


17.1 د: الاستنساخ التناسلي - علم الأحياء

بشكل عام ، تعني كلمة & # 8220 cloning & # 8221 إنشاء نسخة متماثلة مثالية ، ومع ذلك ، في علم الأحياء ، يُشار إلى إعادة إنشاء كائن كامل بـ & # 8220 استنساخ. & # 8221 قبل وقت طويل من محاولات استنساخ أحد الكائنات الحية الكائن الحي بأكمله ، تعلم الباحثون كيفية إعادة إنتاج المناطق المرغوبة أو أجزاء من الجينوم ، وهي العملية التي يشار إليها باسم الاستنساخ الجزيئي.

يسمح استنساخ أجزاء صغيرة من الجينوم بمعالجة ودراسة جينات معينة (ومنتجاتها البروتينية) ، أو مناطق غير مشفرة في عزلة. أ بلازميد (وتسمى أيضًا أ المتجه) عبارة عن جزيء DNA دائري صغير يتكاثر بشكل مستقل عن الحمض النووي الصبغي للكائنات الحية الدقيقة مثل بكتريا قولونية. في الاستنساخ ، يمكن استخدام جزيئات البلازميد لتوفير & # 8220folder & # 8221 لإدخال جزء DNA المطلوب. عادة ما يتم إدخال البلازميدات في مضيف بكتيري للتكاثر. في السياق البكتيري ، يُشار إلى جزء الحمض النووي من الجينوم البشري (أو جينوم كائن حي آخر قيد الدراسة) باسم الحمض النووي الأجنبي، أو الجينات المعدلة وراثيا ، لتمييزها عن الحمض النووي للبكتيريا ، والتي تسمى مضيف DNA.

تحدث البلازميدات بشكل طبيعي في التجمعات البكتيرية (مثل الإشريكية القولونية) ولها جينات يمكن أن تسهم في سمات مواتية للكائن الحي ، مثل مقاومة المضادات الحيوية (القدرة على عدم التأثر بالمضادات الحيوية). تمت إعادة توجيه وهندسة البلازميدات كنواقل للاستنساخ الجزيئي والإنتاج الواسع النطاق للكواشف المهمة ، مثل الأنسولين و هرمون النمو البشري. من السمات المهمة لناقلات البلازميد السهولة التي يمكن بها إدخال جزء دنا أجنبي عبر موقع استنساخ متعدد (MCS). MCS عبارة عن تسلسل DNA قصير يحتوي على مواقع متعددة يمكن قطعها باستخدام نوكليازات داخلية تقييدية مختلفة متاحة بشكل شائع. نوكليازات تقييدية يتعرف على تسلسل الحمض النووي المحدد ويقطعها بطريقة يمكن التنبؤ بها تنتجها البكتيريا بشكل طبيعي كآلية دفاع ضد الحمض النووي الغريب. تقوم العديد من نوكليازات التقييد بعمل جروح متداخلة في خيطي الحمض النووي ، بحيث يكون للنهايات المقطوعة 2 أو 4 قاعدة مفردة متدلية. نظرًا لأن هذه الأجزاء المتدلية قادرة على التلدين مع الأجزاء المتدلية التكميلية ، فإنها تسمى & # 8220 النهايات اللاصقة. & # 8221 إضافة إنزيم يسمى DNA ligase ينضم بشكل دائم إلى شظايا الحمض النووي عبر روابط phosphodiester. بهذه الطريقة ، يمكن تقطيع أي جزء من الحمض النووي الناتج عن انشقاق نوكلياز تقييد بين طرفي DNA البلازميد الذي تم قطعه بنفس نوكلياز التقييد (الشكل 1).

جزيئات الحمض النووي المؤتلف

تسمى البلازميدات التي تحتوي على DNA غريب يتم إدخالها فيها الحمض النووي معاد التركيب الجزيئات لأنها خلقت بشكل مصطنع ولا تحدث في الطبيعة. وتسمى أيضًا جزيئات خيمرية لأنه يمكن إرجاع أصل أجزاء مختلفة من الجزيئات إلى أنواع مختلفة من الكائنات الحية أو حتى إلى التوليف الكيميائي. تسمى البروتينات التي يتم التعبير عنها من جزيئات الحمض النووي المؤتلف البروتينات المؤتلفة. ليست كل البلازميدات المؤتلفة قادرة على التعبير عن الجينات. قد يلزم نقل الحمض النووي المؤتلف إلى ناقل (أو مضيف) مختلف مصمم بشكل أفضل للتعبير الجيني. يمكن أيضًا تصميم البلازميدات للتعبير عن البروتينات فقط عندما يتم تحفيزها بواسطة عوامل بيئية معينة ، بحيث يمكن للعلماء التحكم في التعبير عن البروتينات المؤتلفة.

سؤال الممارسة

الشكل 1. يوضح هذا الرسم البياني الخطوات المتبعة في الاستنساخ الجزيئي.

أنت تعمل في مختبر البيولوجيا الجزيئية ، وبدون علمك ، ترك شريكك في المختبر الحمض النووي الجيني الغريب الذي تخطط لاستنساخه على طاولة المختبر طوال الليل بدلاً من تخزينه في الفريزر. نتيجة لذلك ، تم تحللها بواسطة نوكليازات ، لكنها لا تزال تستخدم في التجربة. من ناحية أخرى ، فإن البلازميد جيد. ما هي النتائج التي تتوقعها من تجربة الاستنساخ الجزيئي؟

  1. لن يكون هناك مستعمرات على الصفيحة البكتيرية.
  2. ستكون هناك مستعمرات زرقاء فقط.
  3. ستكون هناك مستعمرات زرقاء وبيضاء.
  4. ستكون المستعمرات البيضاء فقط.

مخاطر الاستنساخ

قبل 10 سنوات من هذا الأسبوع ، في إحدى ليالي يوليو الدافئة ، أخذ الحمل المولود حديثًا ذو النسب الفريدة أنفاسه الأولى في سقيفة صغيرة مطوية في التلال الاسكتلندية على بعد أميال قليلة جنوب إدنبرة. من الخارج ، لم تكن تبدو مختلفة عن آلاف الأغنام الأخرى التي ولدت كل صيف في المزارع المحيطة. لكن دوللي ، كما أدرك العالم قريبًا ، لم تكن حملًا عاديًا. تم استنساخها من خلية ثديية واحدة من نعجة بالغة ، مما أدى إلى قلب العقيدة العلمية الراسخة التي أعلنت أن مثل هذا الشيء مستحيل بيولوجيًا. أطلقت ولادتها سباقًا في المختبرات حول العالم لتكرار هذا الاختراق. كما أنها أثارت شبح الاستنساخ البشري & # 8211 مهما كان بعيدًا & # 8211.

بعد عقد من الزمان ، بدأ العلماء في فهم مدى اختلاف دوللي. تم استنساخ العشرات من الحيوانات منذ ذلك الحمل الصغير الأول & # 8211 الفئران والقطط والأبقار والخنازير والخيول ، ومؤخرًا كلب & # 8211 وأصبح من الواضح بشكل متزايد أنها كلها ، بطريقة أو بأخرى ، معيبة.

من المغري التفكير في الاستنساخ كنسخ كربونية مثالية من الأصل & # 8211 down لكل شعرة ومزاج غريب. ومع ذلك ، اتضح أن هناك درجات مختلفة من التكاثر الجيني. قد يكون هذا بمثابة صدمة وقحة للأشخاص الذين دفعوا آلاف الدولارات لاستنساخ قطة أليف فقط ليكتشفوا أن قطتهم الجديدة لا تبدو ولا تتصرف مثل حيوانهم الأليف المحبوب & # 8211 مع معطف من الفرو بلون مختلف ، ربما ، أو تمامًا موقف مختلف تجاه مضيفيه من البشر.

وهذه فقط الاختلافات الواضحة. لا يتم فقط فصل الحيوانات المستنسخة عن القالب الأصلي بالوقت & # 8211in حالة Dolly & # 8217s ، ست سنوات & # 8211 ، ولكنها أيضًا نتاج آلية جزيئية غير طبيعية تبين أنها ليست جيدة جدًا في عمل نسخ متطابقة. في الواقع ، يمكن للعملية تضمين عيوب صغيرة في جينومات الحيوانات المستنسخة التي يكتشفها العلماء الآن فقط. كلما زاد عدد العلماء الذين تعلموا عن الإجراءات الداخلية للإجراء الذي أدى إلى إنشاء Dolly ، زاد اندهاشهم لأنها نجت على الإطلاق.

& # 8220 ما زلنا مندهشين من نجاح الاستنساخ ، & # 8221 يقول إيان ويلموت ، عالم الأجنة الذي قاد الفريق الذي أنشأ Dolly. بعد عشر سنوات و 15 نوعًا من الثدييات ، لم تكن كفاءة العملية أفضل مما كانت عليه عند ولادة دوللي: فقط 2٪ إلى 5٪ من البيض الذي يبدأ كحيوانات مستنسخة ينتهي به الحال كحيوانات حية. بالنسبة لكل استنساخ يولد ، لا يتجاوزه المئات غيرهم أيامهم وأسابيعهم الأولى ، وضحايا عيوب النمو شديدة للغاية بحيث لا تسمح لهم بالبقاء على قيد الحياة.

تكون الحيوانات المستنسخة معرضة للخطر خلال عملية الاستنساخ ، من أيامها الأولى في طبق الثقافة إلى اللحظات الأخيرة في الرحم إلى الأسابيع الأولى بعد الولادة. (على النقيض من ذلك ، فإن الأجنة التي تم إنشاؤها عن طريق الإخصاب في المختبر ، والتي تبدأ أيضًا في طبق بتري ، تكون مجانية إلى حد كبير في المنزل إذا تجاوزت الشهر الأول في الرحم.) في الواقع ، كانت دوللي هي الناجية الوحيدة من 277 استنساخًا. محاولات. المستنسخات ، كما يحب العلماء الذين صنعوها ، هي الاستثناء وليس القاعدة.

& # 8217s ليس من الصعب تقدير السبب. يعد استنساخ الثدييات عملية معقدة تشمل ثلاثة حيوانات على الأقل ومئات من البيض ومئات من الخلايا الناضجة وليس حيوانًا منويًا واحدًا. التحدي الرئيسي هو التراجع عن تطور خلية بالغة & # 8211 ، والتي ، مثلها مثل جميع الخلايا ، تحتوي في الحمض النووي الخاص بها على المخطط الجيني للكائن الحي بأكمله & # 8211 تمت برمجته أو & # 8220 متمايزة & # 8221 لتكون نوعًا واحدًا من الخلايا (الجلد أو عظم أو عصب) وليس أي نوع آخر. بطريقة ما ، يجب على العلماء خداع هذه الخلية الناضجة والمطورة بالكامل لإعادة ضبط ساعتها الجينية حتى تتمكن من بدء الحياة من جديد كجنين.

العملية التي يتم من خلالها تحقيق ذلك تسمى النقل النووي. تتمثل الخطوة الأولى في إزالة النواة من البويضة واستبدالها بنواة خلية بالغة (في حالة Dolly & # 8217s ، خلية من ضرع نعجة & # 8217s). يتم دمج المكونين كهربائياً وتنشيطهما كيميائياً لخداع الخلية الهجينة لتقسيم مثل الجنين. ليس من المستغرب أن العملية لا تسير دائمًا بشكل صحيح. & # 8220 أسميها يانصيب ، & # 8221 يقول ويلموت. & # 8220 حتى إذا كنت تستخدم نفس الطريقة باستمرار قدر الإمكان ، فقد تحصل على بعض الحيوانات المستنسخة ذات التشوهات الشديدة وبعضها يحتوي على حالات بسيطة فقط. & # 8221

العيب الأكثر شيوعًا & # 8211 المرئي عبر معظم الأنواع التي تم استنساخها حتى الآن & # 8211 هو حالة تعرف باسم متلازمة النسل الكبير. تولد هذه الحيوانات المستنسخة أكبر من المعتاد وتواجه صعوبة في التنفس في الأسابيع القليلة الأولى. تعاني معظم البدائل التي ولدتهن من فترات الحمل الطويلة والجهد البطيء والصعب ، والذي قد يكون له علاقة بمشيمةهن المنتفخة والمتضخمة. وُلدت بعض الأغنام المستنسخة من Wilmut & # 8217s بجدران جسم غير مكتملة ، مع فشل عضلات وجلد حول البطن في الالتحام بشكل صحيح. أبلغ علماء آخرون عن حدوث خلل في وظائف الكلى والدماغ. في الحيوانات المستنسخة الأخرى ، لا يتطور القلب بشكل طبيعي ، ولا تتشكل الجدران التي من المفترض أن تفصل الدم الطازج عن الدم غير المؤكسج.

الخبر السار ، فيما يتعلق بمستقبل الاستنساخ ، هو أن هذه المشاكل تبدو مقصورة على الحيوانات المستنسخة ولا تنتقل إلى الجيل التالي. عندما تتزاوج الحيوانات المستنسخة مع الحيوانات العادية ، يتم تكوين نسلها عن طريق الدمج الطبيعي للبويضة والحيوانات المنوية & # 8211 وليس عن طريق إعادة برمجة خلية ناضجة & # 8211 والتي قد تمحو أي أخطاء في إعادة البرمجة في الاستنساخ. والدليل أن دوللي أنجبت خمسة حملان سليمة. كما تحمل الأبقار والخنازير والفئران المستنسخة ذرية طبيعية. ولكن عندما تتزاوج الحيوانات المستنسخة مع الحيوانات المستنسخة الأخرى ، فإن كل الرهانات تتوقف. يبدو أن الفئران التي تم إنشاؤها بهذه الطريقة تتراكم المزيد من التشوهات مع كل جيل.

يقول العلماء إن معظم الأخطاء في إعادة البرمجة يمكن إرجاعها إلى عملية تعرف باسم مثيلة الحمض النووي. أثناء التطور الطبيعي ، ترتبط جزيئات تسمى مجموعات الميثيل بالحمض النووي في أنماط محددة التوقيت بدقة تنظم الجينات التي يتم التعبير عنها في أي وقت. ومع ذلك ، أثناء الاستنساخ ، لا يتم دائمًا إعادة بناء هذه الأنماط بالطريقة نفسها تمامًا. يشبه إلى حد ما أخذ جميع الكلمات في رواية ، وخلطها ثم محاولة إعادة إنشاء الكتاب الأصلي ، وإعادة الجمل والصفحات والفصول بالترتيب الصحيح. إن فرص حدوث ذلك بدقة 100٪ ضئيلة ، مما يساعد في تفسير سبب عدم كفاءة الاستنساخ. يقدر رودولف جانيش ، عالم الوراثة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، أن 4٪ إلى 5٪ من الجينات في جينوم حيوان مستنسخ و # 8217s يتم التعبير عنها بشكل غير صحيح & # 8211 ربما بسبب خلل في المثيلة. & # 8220 إذا قمت بإعادة البرمجة ، فسيؤثر ذلك على الجينوم بأكمله ، & # 8221 كما يقول. & # 8220 مما نعرفه ، سأجادل بأن الحيوانات المستنسخة لا يمكن أن تكون طبيعية. يمكن أن تكون أقرب إلى الوضع الطبيعي ، لكنها ليست طبيعية. & # 8221

جسم الثدييات متسامح بشكل مدهش ويمكنه في كثير من الأحيان تعويض أخطاء البرمجة البسيطة. هذا هو السبب في أن بعض التغييرات الجينية في الحيوانات المستنسخة قد لا يكون لها أي تأثيرات وظيفية قابلة للقياس على الحيوانات.

يبدو أن دوللي كانت واحدة من هؤلاء المحظوظين. لقد أظهرت علامتين فقط على أصلها غير العادي. كان أحدهما هو التهاب المفاصل الذي أصيبت به في سن مبكرة. الآخر كان يقصر التيلوميرات في زنازينها. التيلوميرات عبارة عن أجزاء من الحمض النووي تقع في نهايات الكروموسومات وتعمل كساعة بيولوجية تؤرخ لخلية وعمر # 8217s. بشكل عام ، كلما كانت التيلوميرات أقصر ، كانت الخلية أقدم. دوللي ، وهي استنساخ من نعجة تبلغ من العمر 6 سنوات ، لديها خلايا لها تيلوميرات طولها أقرب إلى تلك الموجودة في أمها البيولوجية من تلك الموجودة في الحمل الصغير. ومع ذلك ، لن نعرف أبدًا ما إذا كانت التيلوميرات الخاصة بها ستقصر حياتها. في عام 2003 قرر ويلموت وفريقه وضع دوللي للنوم بعد أن أصيبت بسرطان الرئة الناجم عن عدوى فيروسية شائعة بين الأغنام. كشف تشريح الجثة أنها كانت طبيعية.

لكن حقيقة أن الحيوانات المستنسخة بها عيوب & # 8211 مهما كانت طفيفة & # 8211 فقط تعزز الحجج التي قدمها العلماء ضد الاستنساخ البشري. بناءً على دراساته للأخطاء التي أدخلتها إعادة البرمجة ، يعتقد Jaenisch ، على سبيل المثال ، أن الاستنساخ البشري الآن غير وارد. & # 8220 أعتقد أنه لا يمكننا جعل الاستنساخ البشري التناسلي آمنًا ، & # 8221 كما يقول. & # 8220 و # 8217s ليست مشكلة تكنولوجية. إنه & # 8217s حاجزًا بيولوجيًا. لا يمكن إعادة تكوين نمط المثيلة للجنين الطبيعي بشكل ثابت في الاستنساخ. & # 8221

لكن يانيش وويلموت يرىان دورًا للاستنساخ في علاج الأمراض البشرية & # 8211 وربما في يوم من الأيام قهر بعض حالات الإنسان الأكثر صعوبة. لقد ابتكر ويلموت وآخرون بالفعل خلايا البقر والأغنام والخنازير المعدلة وراثيًا لإنتاج بروتين بشري مفيد بشكل خاص ، ثم استنساخ تلك الخلايا لتوليد حيوانات حية قادرة على إنتاج كميات وفيرة من البروتين المستهدف في حليبها. قد تمر 10 سنوات أخرى أو أكثر قبل أن ينتج عن هذا النهج أي شيء آمن وموثوق بما يكفي لاستخدامه في مرضى حقيقيين ، وليس هناك ما يضمن نجاحه على الإطلاق. ولكن كما يشير ويلموت ، لم يعتقد أحد أن دوللي كانت ممكنة حتى صنعت التاريخ في تلك الليلة الدافئة من يوليو قبل 10 سنوات.


أسئلة يتكرر طرحها عن استنساخ الحيوانات

ما هو استنساخ الحيوانات؟
الاستنساخ هو تقنية مساعدة على الإنجاب تسمح لمربي الماشية بتكوين توائم متطابقة من أفضل حيواناتهم. تقنية التربية هذه لا تغير التركيب الجيني للحيوان. يُعرف الإجراء الأكثر شيوعًا المستخدم اليوم باسم نقل نواة الخلية الجسدية (SCNT) ، مما يجعل من الممكن إنتاج العديد من الحيوانات من متبرع واحد. يتضمن نقل نواة الخلية الجسدية نقل المعلومات الجينية من حيوان إلى بويضة فارغة أو بيضة. ينتج عن هذه العملية جنين يُزرع في أم بديلة تحمل الحمل إلى نهايته.

كيف يؤثر الاستنساخ على الحمض النووي للحيوانات؟
لا يغير الاستنساخ الحمض النووي ، والحيوانات المستنسخة ليست حيوانات معدلة وراثيًا. إنه ببساطة الإنجاب بمساعدة ، على غرار نقل الأجنة ، أو التلقيح الاصطناعي ، أو في المختبر التخصيب.

هل استنساخ الحيوانات تقنية جديدة؟
تمت دراسة استنساخ الحيوانات بدقة لعقود من الزمن ، منذ البحث الأول عن انقسام الأجنة في أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات. قامت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية بتحليل العديد من الدراسات العلمية حول هذا الموضوع ، والتي أجريت على مدار 30 عامًا وشملت عدة أجيال وعائلات كبيرة من الماشية.

الاستنساخ وصحة الحيوان

هل يتسبب الاستنساخ في معاناة الحيوانات؟
يعزز الاستنساخ رفاهية الحيوان ، وهو ليس أكثر تغلغلًا من الأشكال الأخرى المقبولة للتكاثر المساعد مثل في المختبر التخصيب. في الواقع ، تعتبر الحيوانات المستنسخة "نجوم موسيقى الروك" في الفناء ، وبالتالي يتم التعامل معها مثل الملوك. إن تربية أفضل مخزون ممكن يحسن الصحة الشاملة ومقاومة الأمراض لدى الحيوانات. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن تقنيات التربية هذه يمكن أن تحسن الصحة العامة ومقاومة الأمراض للحيوان ، فإن الاستنساخ سيقلل بشكل كبير من معاناة الحيوانات.

هل الحيوانات المستنسخة صحية؟
أظهرت عقود من البحث أن الحيوانات المستنسخة تتمتع بصحة جيدة مثل الحيوانات التقليدية. وجدت مراجعة للأكاديمية الوطنية للعلوم (NAS) أن "صحة ورفاهية استنساخ الخلايا الجسدية تقارب تلك الخاصة بالأفراد العاديين أثناء تقدمهم إلى مرحلة الأحداث. وبحسب ما ورد كانت الأبقار المستنسخة بالخلايا الجسدية طبيعية من الناحية الفسيولوجية ، والمناعية ، والسلوكية ".

كيف يقارن معدل وفيات حديثي الولادة من الحيوانات المستنسخة بالحيوانات الأخرى؟
أي حيوان يتم إنجابه من خلال أي تقنية مساعدة على الإنجاب - الذكاء الاصطناعي ، نقل الأجنة ، إلخ. - لديه مخاطر أعلى قليلاً لوفاة حديثي الولادة. في أيدي العلماء المهرة ، فإن معدل وفيات حديثي الولادة للحيوانات المستنسخة يقترب من معدل وفيات الحيوانات التي تنتجها التخصيب في المختبر. في غضون ساعات أو أيام من الولادة ، لا توجد فروق صحية بين الحيوانات المستنسخة وغير المستنسخة ، وفقًا للجنة مراجعة NAS. من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن الحيوانات المستنسخة تعاني من معدل تشوه أعلى من الحيوانات الأخرى. تظهر فقط مشيمة الحيوانات المستنسخة أي اختلاف عن الحيوانات المولودة بشكل تقليدي. في الواقع ، تحدث مشاكل المشيمة هذه بمعدلات مماثلة في تقنيات التربية المساعدة الأخرى ، مثل في المختبر الإخصاب ونقل الأجنة. يعمل العلماء على تقليل تأثير تأثيرات المشيمة على زرع الأجنة من أجل حمل ناجح.

ألا تعاني الحيوانات المستنسخة من تشوهات أعلى من الحيوانات الأخرى؟
لا ، فقط مشيمة الحيوانات المستنسخة هي التي تظهر أي اختلاف عن الحيوانات التي ولدت بالطريقة التقليدية. ومع ذلك ، تحدث مشكلات المشيمة هذه بمعدلات مماثلة في الأجنة التي يتم إنتاجها من خلال تقنيات التربية المساعدة الأخرى ، مثل في المختبر الإخصاب ونقل الأجنة.

هل هناك خطر الإصابة بمتلازمة النسل الكبير (LOS) بين الحيوانات المستنسخة؟
يحدث LOS بشكل طبيعي في الماشية. يُرى بمعدلات أعلى مع أي تقنيات مساعدة على الإنجاب وليست مشكلة ناجمة عن الاستنساخ على وجه التحديد.

هل فقدت الأجنة أثناء تكوين الحيوانات المستنسخة؟
تُفقد الأجنة في أي شكل من أشكال التكاثر - بما في ذلك التكاثر الجنسي. في أيدي الممارسين المهرة ، تقترب معدلات نجاح الاستنساخ من أشكال أخرى من الإنجاب المساعد.

كيف تطورت عملية الاستنساخ منذ ولادة دوللي؟
لقد تحسنت كل خطوة من خطوات عملية الاستنساخ في العقد الذي أعقب ولادة دوللي. أدت التحسينات المستمرة إلى تقليل المشاكل الصحية التي شوهدت في التقارير المبكرة إلى معدلات تقترب من تلك الخاصة بتقنيات الإنجاب الأخرى.

هل أثر الاستنساخ على صحة دوللي وأدى إلى وفاتها المبكرة؟
ماتت دوللي بسبب السرطان الناتج عن الالتهاب الرئوي الفيروسي. تسبب هذا المرض في قتل العديد من الأغنام الأخرى في نفس العام الذي ماتت فيه وأصاب العديد من الحيوانات الموجودة في نفس الحظيرة. على الرغم من أنه تم الإبلاغ على نطاق واسع في الصحافة أن دوللي عانت من التهاب المفاصل وربما تقدمت في العمر قبل الأوان ، لا يوجد دليل في الأدبيات العلمية على أن هذا كان صحيحًا بالنسبة لدوللي أو الحيوانات المستنسخة الأخرى.

هل الاستنساخ أخلاقي؟
في حين أن الأمر متروك لكل فرد لتحديد وجهة نظره حول التقنيات المختلفة ، فإن الأديان الرئيسية في العالم ليس لديها مشكلة في استنساخ الماشية. تقول الكنيسة الكاثوليكية في "تأملات في الاستنساخ": "هناك مكان للبحث ، بما في ذلك الاستنساخ ، في ممالك الخضار والحيوان." بشكل عام ، يتفق المفكرون المسلمون واليهود البارزون أيضًا على أن الاستنساخ مقبول لتلبية معايير الكوشر والحلال.

الحيوانات المستنسخة ومنتجاتها الغذائية

هل من الآمن استخدام الحيوانات المستنسخة في الإمدادات الغذائية؟
بعد تحليل أكثر من 400 دراسة علمية ، خلصت كل من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) والأكاديمية الوطنية للعلوم (NAS) بشكل منفصل إلى أن اللحوم ومنتجات الألبان من الحيوانات المستنسخة وذريتهم آمنة مثل الأطعمة من الحيوانات المرباة بشكل تقليدي. خلصت دراسات NAS أيضًا إلى أن المستهلكين سيحصلون بالفعل على غذاء أفضل من تقنية الاستنساخ لأن الحيوانات المستنسخة "زادت من الجدارة الجينية لإنتاج الغذاء ومقاومة الأمراض وكفاءة الإنجاب".

هل سنأكل الحيوانات المستنسخة؟
سيتم استخدام الاستنساخ في المقام الأول لأغراض التكاثر. هذه الحيوانات باهظة الثمن وستمثل أثمن مخزون تربية من غير المرجح أن يأكل المستهلكون استنساخًا حيوانيًا. سوف يأكلون طعامًا من الحيوانات التي هي نسل الحيوانات المستنسخة ، والتي يتم تربيتها تقليديًا وليست مستنسخة بحد ذاتها.

هل الحليب ومنتجات اللحوم من الحيوانات المستنسخة موجودة حاليًا في الأسواق؟
في يناير 2008 ، نشرت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية تقييمًا نهائيًا للمخاطر على اللحوم ومنتجات الألبان من الحيوانات المستنسخة وذريتهم والتي خلصت إلى أن هذه المنتجات آمنة مثل المنتجات الغذائية المنتجة بشكل تقليدي.

حاليًا ، لا توجد لحوم ومنتجات ألبان معروفة للحيوانات المستنسخة وذريتهم في السوق. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن معظم المستهلكين سيشترون المنتجات الغذائية من نسل الحيوانات المستنسخة ، مع استنتاج سلامة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) الآن ، فمن غير المرجح أن تدخل الحيوانات المستنسخة التي تم إنتاجها حتى الآن في الإمدادات الغذائية لمدة ثلاث إلى خمس سنوات أخرى.

هل سيتم وسم الحليب ومنتجات اللحوم من الحيوانات المستنسخة وذريتهم؟
تتطلب سياسة الملصقات الخاصة بإدارة الغذاء والدواء أن يتم تصنيف الأطعمة فقط في حالة حدوث تغييرات كبيرة في تركيبتها الغذائية ، أو إذا كانت هناك أي تغييرات في الخصائص الأخرى المتعلقة بالصحة ، مثل الحساسية أو السمية أو التركيب. استنادًا إلى الدراسات العلمية ، نظرًا لأن الحليب ومنتجات اللحوم من الحيوانات المستنسخة وذريتهم مكافئة من الناحية التغذوية لنظرائهم التقليديين ، فلن يُطلب منهم تصنيفها.

ماذا لو كنت لا أرغب في تناول المنتجات الغذائية من الحيوانات المستنسخة؟
سيتم استخدام الحيوانات المستنسخة في المقام الأول كمخزون للتربية لتحسين صحة وجودة الحيوانات المستخدمة في إنتاج الغذاء. لذلك ، من المحتمل ألا يأكل معظم المستهلكين أبدًا اللحوم أو منتجات الألبان من الحيوانات المستنسخة بدلاً من ذلك ، ستأتي اللحوم ومنتجات الألبان في السوق من نسل الحيوانات المستنسخة. سيتم تربية هذه النسل من خلال تقنيات التربية التقليدية الأخرى ولن تكون مستنسخة بحد ذاتها. ومع ذلك ، لتلبية طلبات المستهلكين ومنتجي المواشي واللحوم ومعالجات الألبان للمنتجات "الخالية من الاستنساخ" ، في ديسمبر 2007 ، أدخل كبار مزودي تكنولوجيا استنساخ الحيوانات نظامًا لتتبع استنساخ الحيوانات يحدد الحيوانات المستنسخة أثناء انتقالها إلى نظام معالجة الأغذية متأخر، بعد فوات الوقت. نظام التتبع هذا هو الطريقة الوحيدة للمساعدة في ضمان مطالبات التسويق "الخالية من النسخ".

كيف ستفيد الحيوانات المستنسخة المستهلكين؟
يمكن استخدام الاستنساخ لتربية المواشي باستخدام لحوم أصغر أو أعلى درجة. وهذا يعني المزيد من الطعام المغذي واللذيذ للمستهلكين. أيضًا ، من خلال تربية الحيوانات الأكثر صحة وقوة ، تصبح الصحة العامة للسمع أقوى وأكثر صحة. الحيوانات الأكثر صحة تعني طعامًا أفضل. نظرًا لأنه يمكن استخدام الاستنساخ لزيادة الصحة العامة للقطيع ، فقد يؤدي استخدام هذه التقنية إلى تقليل استخدام المضادات الحيوية أو الأدوية الحيوانية الأخرى. يمكن أن يساعد الاستنساخ أيضًا في تربية الماشية المحصنة ضد أمراض مثل الاعتلال الدماغي الإسفنجي البقري (BSE) الذي يشار إليه كثيرًا باسم مرض جنون البقر.

كيف تغير تصور الجمهور للاستنساخ على مر السنين؟
أظهر استطلاع حديث أجراه المجلس الدولي للمعلومات الغذائية (IFIC) أنه على مدار العامين الماضيين ، أصبح المستهلكون أكثر عرضة لشراء اللحوم والحليب والبيض من الحيوانات المستنسخة. وزاد أولئك الذين يقولون إنهم من المرجح أن يشتروا منتجات من الحيوانات المستنسخة 12 نقطة مئوية ، من 34 في المائة في 2005 إلى 46 في المائة اليوم. إن معرفة أن التكنولوجيا الحيوية الحيوانية يمكن أن تحسن جودة وسلامة الأغذية (صحة الحيوان ، والتغذية المحسنة) كان لها تأثير إيجابي على ثلثي المستهلكين (66 في المائة).

هل سيتم تنظيم المنتجات الغذائية من الحيوانات المستنسخة وذريتهم من أجل سلامة الأغذية ، على غرار الأطعمة التقليدية؟
تضمن أكثر من 10 قوانين فيدرالية الصحة والسلامة العامة لجميع منتجات الألبان واللحوم - سواء كانت من حيوانات تقليدية أو حيوانات مستنسخة وذريتهم. وتشمل هذه القوانين الفيدرالية للأغذية والأدوية ومستحضرات التجميل ، وقانون حماية صحة الحيوان ، وقانون مكافحة الأضرار الحيوانية ، والقانون الوطني لحماية البيئة. تشرف على هذه القوانين ثلاث وكالات فيدرالية: إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ، ووزارة الزراعة الأمريكية ، ووكالة حماية البيئة الأمريكية.

للمزيد من المعلومات

للوصول إلى مزيد من المعلومات حول استنساخ الحيوانات ، لا تتردد في زيارة الموارد التالية:


الاستنساخ في النباتات والحيوانات

الحيوانات المستنسخة - الجينات أو الخلايا أو الكائنات الحية الكاملة التي تحمل مادة وراثية متطابقة لأنها مشتقة من نفس الحمض النووي الأصلي.

يولد الاستنساخ التناسلي متطابقة وراثيا الكائنات الحية.

الاستنساخ غير التناسلي يولد الخلايا والأنسجة والأعضاء - يمكن أن يحل محل المتضررين من الأمراض أو الحوادث.

ال مزايا من استخدام الخلايا المستنسخة ما يلي:

  • الخلايا لن يتم رفضه لأنها متطابقة وراثيا مع خلايا الفرد.
  • يحول دون انتظر لالأعضاء المانحة لتصبح متاحة للزرع.
  • يمكن استخدام الخلايا المستنسخة ل توليد أي نوع من الخلايا لانهم مكتمل. الأضرار التي تسببها بعض الأمراض والحوادث لا يمكن إصلاحه حاليًا عن طريق الزرع أو علاجات أخرى.
  • استخدام الخلايا المستنسخة أقل خطورة من أ عملية رئيسية مثل زراعة القلب.

هناك احتمالات كثيرة ل الاستنساخ غير التناسلي، بما فيها:

  • تجديد خلايا عضلة القلب بعد نوبة قلبية.
  • إصلاح أنسجة عصبية دمرته أمراض مثل تصلب متعدد.
  • إصلاح الحبل الشوكي من هؤلاء مشلول عن طريق حادث أدى إلى كسر في الظهر أو الرقبة.

غالبًا ما يشار إلى هذه التقنيات باسم الاستنساخ العلاجي. ومع ذلك ، هناك بعض قضايا أخلاقية فيما يتعلق بما إذا كان يجب استخدام الاستنساخ في البشر. يوجد اعتراضات أخلاقية إلى استخدام المواد الجنينية البشرية وبعض المخاوف العلمية حول عدم فهم كيفية تصرف الخلايا المستنسخة بمرور الوقت.

  • وصف إنتاج الحيوانات المستنسخة الطبيعية والنباتات باستخدام مثال التكاثر الخضري في أشجار الدردار

التكاثر الخضري الطبيعي:

التكاثر الخضري هو شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي من النبات. نبتة واحدة فقط متورطة والنسل هو نتيجة أحد الوالدين. المصنع الجديد متطابقة وراثيا للوالد.

  1. العدائين - السيقان التي تنمو أفقيا فوق الأرض. يملكون العقد أين البراعم تتشكل ، والتي تنمو لتصبح نباتًا جديدًا ، على سبيل المثال الفراولة ونبات العنكبوت.
  2. الدرنات - ستنمو نباتات جديدة منها تورم الجذور المعدلة تسمى الدرنات. البراعم ينمو في قاعدة الساق ثم ينمو إلى نباتات جديدة ، على سبيل المثال البطاطا والداليا.
  3. المصابيح - لمبة تحتوي على جذع تحت الأرض، مع أوراق تحتوي على الطعام المخزن في وسط المصباح يوجد برعم قميالتي تنتج أوراق و زهور. المرفقة أيضا هي البراعم الجانبية، والتي تنتج براعم جديدة ، على سبيل المثال النرجس.
  4. البراعم القاعدية (مصاصو الجذور) - ينمو المصاصون منها نسيج ميريستيم في الجذع القريب من الأرض ، حيث من المحتمل أن يكون قد حدث أقل ضرر ، على سبيل المثال أشجار الدردار والنعناع. تساعد مصاصات الجذور الدردار على الانتشار ، لأنها يمكن أن تنمو في جميع أنحاء الجذع الأصلي. عندما يموت الجذع ، ينمو المصاصون إلى أ دائرة من أشجار الدردار الجديدة تسمى أ التصحيح النسيلي. هذا ، بدوره ، يخرج مصاصات جديدة بحيث تبقى الرقعة توسيع بقدر ما تسمح به الموارد.

التكاثر الخضري الاصطناعي:

  • أخذ قصاصات - على سبيل المثال إبرة الراعي ، يتم قطع جزء من الساق بين مفاصل الأوراق (العقد). ال نهاية القطع من الجذع غالبًا ما يتم معالجته الهرمونات النباتية إلى تشجيع نمو الجذورو مزروعة. قطع أشكال أ نبات جديد، وهو ملف استنساخ من النبات الأصلي.
  • التطعيم - على سبيل المثال شجرة الفاكهة أو شجيرة الورد ، أ الجذر قطع لمطابقة إسفين الجذع ليكون مطعمة. الأنسجة الوعائية قف على الصف من ثم التفاف حول التفافمنطقة الكسب غير المشروع إلى امسكها في مكانها حتى النمو يدعم القسم المطعمة. الكسب غير المشروع ينمو ويصبح كذلك متطابقة وراثيا مع النبات الأم، لكن الجذر مختلف وراثيًا.
  • استخدام زراعة الأنسجة - تستخدم من أجل التوليد أعداد هائلة من النباتات المتماثلة وراثيا بنجاح من أ كمية صغيرة جدا من المواد النباتية. الطريقة الأكثر شيوعًا المستخدمة في استنساخ النباتات على نطاق واسع هي التكاثر الدقيق، على سبيل المثال بساتين الفاكهة.

توتيبوتنت - خلايا جذعية قادرة على التمايز إلى أي نوع من الخلايا البالغة الموجودة في الكائن الحي.

في الحيوانات فقط الخلايا الجنينية قادرون بشكل طبيعي على المرور بمراحل التطور من أجل تكوين فرد جديد. هذه الخلايا مكتمل الخلايا الجذعية وقادرة على ذلك التفريق إلى أي نوع من الخلايا البالغة وجدت في الكائن الحي. هناك طريقتان لاستنساخ الحيوانات بشكل مصطنع:

الطريقة الأولى: شق الأجنة

يمكن فصل الخلايا من الجنين النامي ، مع استمرار كل خلية لإنتاج كائن حي منفصل ، متطابق وراثيًا.

  1. جمع بيض من أنثى عالية القيمة (مثل إنتاج حليب عالي في الأبقار) وجمع الحيوانات المنوية من ذكر عالي القيمة.
  2. يحدث الإخصاب في المختبر بين البويضات والحيوانات المنوية.
  3. ينمو في المختبر إلى جنين من 16 خلية.
  4. قسّم الجنين إلى عدة أقسام منفصلة وزرعه في أمهات بديلات.
  5. كل عجل ينتج هو استنساخ.

الطريقة 2: النقل النووي

يمكن أخذ خلية متمايزة عن شخص بالغ ، ووضع نواتها في خلية بويضة تمت إزالة نواتها (الخلية المنضوية). The egg then goes through the stages of development using genetic information from the inserted nucleus. The first animal cloned by this method was Dolly the sheep in 1996, which was successful after 277 attempts.


شاهد الفيديو: رعب الإستنساخ البشري اصبح حقيقة!!! (أغسطس 2022).