A clonagem descreve a produção de seres vivos geneticamente idênticos. Neste artigo você vai descobrir exatamente o que isso significa e como funciona!
Ao clonar , você amplifica certas seções de DNA. Você pode descobrir exatamente como isso funciona neste artigo! Se você entender melhor o processo com a ajuda de fotos, aqui está o vídeo para você!
O que é clonagem?
Dolly é talvez a ovelha mais famosa do mundo. Porque era uma cópia geneticamente idêntica de outra ovelha. No entanto, não se desenvolveu naturalmente, mas foi o primeiro mamífero que os cientistas clonaram artificialmente. Você fala de clonagem ao criar seres vivos com material genético idêntico ( genes ) . Você pode “copiar” células individuais ou organismos inteiros. Você chama todos os descendentes geneticamente idênticos de uma criatura viva de clones .
Os clones podem ser criados naturalmente ou artificialmente. Você só pode criar um clone como a ovelha clone Dolly artificialmente no laboratório. Se um organismo inteiro é criado, como Dolly, você chama isso de clonagem reprodutiva .
No entanto, você também pode usar o processo de clonagem para obter células geneticamente idênticas . Para fazer isso, você remove células individuais do embrião no início do desenvolvimento e, assim, impede o surgimento de um ser vivo. Você pode usar essas células em terapia médica. O processo é, portanto, chamado de clonagem terapêutica .
Mas também existem clones naturais . Isso inclui plantas que se reproduzem assexuadamente, como morangos. Em humanos, gêmeos idênticos representam um clone natural.
definição de clonagem
O termo clonagem (grego antigo para “galho”, “rebento”) refere-se à criação de seres vivos geneticamente idênticos. A descendência que é produzida desta forma é herdada e é chamada de clone.
Você fala de clonagem (também clonagem de DNA) quando reproduz certas seções de DNA . Este método é frequentemente usado em biologia molecular. Para duplicação idêntica, você constrói seu gene alvo em um chamado vetor . Na biologia, um vetor é um tipo de meio de transporte. Você costuma usar plasmídeos para isso . Estas são pequenas moléculas de DNA de fita dupla em forma de anel de bactérias .
É assim que você pode fazer muitas moléculas de DNA idênticas e isso é chamado de clonagem. Você pode usar este método, por exemplo, para produzir produtos genéticos (por exemplo, insulina). Você deve distinguir o termo clonagem disso. Porque a clonagem é sobre a reprodução idêntica de organismos inteiros.
clonagem em engenharia genética
Agora vamos ver como a clonagem funciona em laboratório. Existem duas maneiras de criar artificialmente descendentes hereditários.
A primeira possibilidade é a divisão de um embrião em um estágio inicial. Um embrião surge de um óvulo fertilizado e é um ser vivo em uma fase muito inicial de desenvolvimento. Você chama sua divisão de divisão de embriões . Durante o desenvolvimento das células embrionárias individuais, gêmeos ou múltiplos geneticamente idênticos são formados. Isso funciona porque as células ainda não são especializadas neste ponto e têm a capacidade de formar um organismo completo. Este método é usado, por exemplo, na clonagem de animais de fazenda, como vacas.
A segunda possibilidade é a criação artificial de um embrião . Uma cópia idêntica ao doador é criada a partir da célula do corpo de um doador. Todas as informações genéticas importantes de uma célula são armazenadas no genoma no núcleo da célula . É por isso que você primeiro isola o núcleo da célula do corpo . Então você insere o núcleo da célula em um óvulo não fertilizado e enucleado . Você estimula a célula-ovo a se dividir e um clone começa a se desenvolver. Você também chama esse método de transferência nuclear de células somáticas ou método Dolly .
Até aqui, o processo de clonagem reprodutiva e terapêutica é o mesmo. Depois disso, o procedimento adicional difere dependendo do objetivo.
Clonagem Reprodutiva
Na clonagem reprodutiva, o embrião clonado é colocado no útero de uma mãe de aluguel . Uma descendência idêntica ao doador se desenvolve a partir disso .
Alguns animais clonados já foram criados dessa forma. Por exemplo, os cientistas conseguiram clonar camundongos, porcos ou macacos. O exemplo mais conhecido é o primeiro mamífero clonado: uma ovelha clonada chamada Dolly . Para isso, núcleos celulares foram retirados de células do úbere de uma ovelha doadora e implantados em um óvulo.
O método pode ser usado principalmente na agricultura para criação de gado. Dessa forma, você pode criar animais particularmente poderosos ou resistentes a doenças. Outro objetivo é, por exemplo, a criação de porcos geneticamente modificados. Eles devem ser capazes de fornecer órgãos para humanos no futuro. A modificação genética destina-se a prevenir a rejeição de órgãos durante o transplante.
Os cientistas também discutiram a criação de clones de espécies ameaçadas de extinção para salvá-las da extinção. Havia até a ideia de reviver espécies extintas, clonando, por exemplo, um mamute.
O problema, no entanto, é que a clonagem reprodutiva para produzir descendentes idênticos tem uma taxa de erro muito alta. Isso significa que os cientistas precisam de muitos ovos. A inserção no útero só funciona para alguns e raramente um novo ser vivo realmente nasce. Animais clonados parecem envelhecer mais rápido e têm maior risco de defeitos congênitos.
Clonagem terapeutica
O objetivo da clonagem terapêutica é obter diferentes células ou tecidos clonados para o tratamento de doenças. Para obter as chamadas células- tronco embrionárias , o embrião deve ser destruído. O que há de especial nessas células é que elas ainda não são especializadas. Isso significa que eles ainda podem formar qualquer tipo de tecido. Desta forma, você pode produzir muitos tipos de células diferentes, como células cardíacas, renais ou da pele. Isso pode ajudar a tratar doenças que envolvem a perda ou lesão de certos tecidos. Por exemplo, após um ataque cardíaco, o tecido do músculo cardíaco afetado pode ser substituído ou uma nova pele transplantada para tratar queimaduras.
No futuro, também poderá ser possível substituir rins inteiros por rins cultivados em caso de insuficiência renal. Um transplante de órgão pode então ajudar o paciente. A grande vantagem é que as células-tronco clonadas são geneticamente idênticas ao paciente. Isso ocorre porque um núcleo celular com sua informação genética foi implantado no óvulo. Isso reduz o risco de rejeição do transplante. Se você está interessado em clonagem terapêutica , você pode aprender mais sobre isso aqui!
clonagem na natureza
O homem não inventou a ideia de clonagem. Existem muitos clones naturais na natureza. Todos os organismos que se reproduzem assexuadamente (assexuadamente) produzem descendentes idênticos. Isso acontece, por exemplo, com bactérias ou protozoários como a ameba . À medida que as células se dividem, cada célula filha recebe a mesma informação genética. Algumas plantas também se reproduzem assexuadamente. Por exemplo, se você replantar as raízes de um morango no jardim, você mesmo cria clones de plantas.
A clonagem é muito importante na agricultura. Ao produzir sempre as mesmas plantas, as propriedades adquiridas através do melhoramento devem ser preservadas. Por exemplo, a maioria das plantas de maçã, uva e batata são clonadas por meio de propagação assexuada.
No entanto, os clones também ocorrem naturalmente em humanos. Gêmeos idênticos são geneticamente idênticos. Eles são formados quando o óvulo fertilizado se divide e dois embriões são formados. Esta é a divisão natural do embrião, por assim dizer. Como os gêmeos vêm do mesmo óvulo, eles carregam a mesma informação genética ( DNA ).
processo de clonagem
Existem diferentes métodos para clonar DNA. Procedimentos especiais são, por exemplo, clonagem de TOPO ou clonagem de gateway.
O processo típico de clonagem de genes é resumido da seguinte forma:
- Etapa: Corte a seção de DNA e o plasmídeo ( restrição )
- Passo: Cole o plasmídeo novamente ( ligação )
- Passo: Introduzir o plasmídeo em bactérias ( transformação )
- Etapa: selecionar e multiplicar bactérias ( seleção )
Vamos analisar cada etapa novamente em detalhes.
corte de DNA
Primeiro você precisa de uma seção de DNA ( gene alvo ) que deseja amplificar. Esse DNA pode vir do material genético de suas células ( genoma) . Este pode ser o gene da insulina humana, por exemplo. Para obter o suficiente do fragmento desejado, você realiza a chamada PCR (reação em cadeia da polimerase) para amplificação . Ao mesmo tempo, você precisa de um vetor de clonagem para inserir seu pedaço de DNA. Este pode ser um plasmídeo bacteriano, por exemplo. Então você corta ambas as moléculas de DNA com a mesma enzima de restrição em uma chamada digestão de restrição. Você pode visualizar melhor isso: tesouras moleculares cortam os dois pedaços de DNA da mesma maneira, resultando em extremidades deslocadas ou sobrepostas.
Cola juntos o plasmídeo
As extremidades sobrepostas são importantes para a próxima etapa. Porque as extremidades do fragmento de DNA e o vetor plasmidial aberto agora se encaixam perfeitamente. Usando uma enzima chamada ligase , você simplesmente cola as extremidades. Então você pode pensar na ligase como uma espécie de cola. Você chama o processo de ligação .
Isso cria um plasmídeo no qual você instalou sua seção de DNA ( inserir ). Como você combinou duas moléculas de DNA diferentes de uma nova maneira (= recombinação ), surgiu um plasmídeo recombinante .
Introduzir plasmídeo em bactérias
O próximo passo é multiplicar o plasmídeo ou seu DNA. Para fazer isso, você introduz o plasmídeo, por exemplo, em uma bactéria como a Escherichia coli. Você chama esse processo de transformação . Para que as bactérias absorvam o vetor, sua parede celular deve ser permeável. Isso funciona, por exemplo, com alta tensão.
selecionar bactérias
Mas agora como você descobre qual bactéria realmente pegou seu plasmídeo? Há um truque para isso. Você marca o plasmídeo com um chamado gene de resistência de antemão. Isso pode ser resistência a um antibiótico, por exemplo. Na verdade, o antibiótico é tóxico para as bactérias e elas não podem crescer em sua presença. No entanto, uma vez que as bactérias tenham absorvido o plasmídeo, ele lhes confere proteção contra o antibiótico. Isso significa que a transformação funcionou para todas as bactérias em crescimento. Você pode então escolher (= selection ) e multiplicá-los. Você agora produzirá muitas cópias idênticas do plasmídeo contendo seu gene alvo. Você pode então isolar o plasmídeo ou seu pedaço de DNA.