Современная генетика

congelare ?i f?r? ea, la diferite etape ale ciclului sexual ale juncii

recipiente. Zamorojennоi a fost un rezultat al primei experien?e reu?ite.

Ne-am oprit asupra acestor am?nunte nu оntвmpl?tor. Am vrut s? ar?t?m

cititorilor no?tri c? a men?ine turma оn retort? ?i apoi a o transforma оn

realitate nu este un lucru u?or ?i c? el nu poate fi efectuat la orice

ferm?. Multe n-au fost relatate aici. Am?nuntele le cunosc doar savan?ii

care se ocup? cu aceast? munc?., ?i cвnd m?car una din experien?ele lor,

efectuate cu cea mai mare scrupulozitate, se soldeaz? cu succes, este o

mare cucerire. E?ecurile au loc, cu p?rere de r?u, mult mai des. Nu degeaba

se spune оn proverb: «?tiin?a presupune jertfe».

Zamorojennоi a devenit prima piatr? de temelie оn cl?direa viitoarei

turme. Dup? el au urmat noi opera?ii reu?ite de transplantare a

embrionilor, fiecare contribuind la оn?l?area treptat? a fundamentului ei.

Savan?ii au trecut de la cercet?ri pur ?tiin?ifice la experien?e de

produc?ie.

Transplantarea face posibil? ob?inerea de la o vac? de mare randament a

unei descenden?e mult mai mari decвt se cap?t? pe cale obi?nuit?. Se ?tie

c? оn cazurile de intensificare a cre?terii animalelor se reduc termenele

de folosire оn turm?, a vacii de ras? de mare randament. Ea poate aduce cel

mult patru-cinci vi?ei. Chiar dac? termenul de utilizare este maximal

acest num?r cre?te doar pвn? la 14–16 vi?ei. Cвnd embrionii lua?i de la o

vac? donator de valoare sunt transplanta?i unor animale obi?nuite

(recipiente), descenden?a poate fi m?rit? mult mai repede. Оn acest caz

vi?eii care au mo?tenit cele mai bune calit??i ale mamei recordiste, sunt

crescu?i simultan de mai multe vaci. Astfel, оn decursul unui an putem

ob?ine de la o vac? 25–42 de vi?ei, iar оn оntreaga ei perioad? de via?? –

300–600 de capete, ceea ce, la rвndul s?u, permite accelerarea selec?iei

animalelor de mare randament de 40 de ori оn compara?ie cu celelalte metode

cunoscute.

Tehnica congel?rii la temperatur? joas? a celulelor vii a solu?ionat

problema dificil? a sincroniz?rii, coordon?rii exacte a ciclurilor

biologice ale embrionului ?i mamei adoptive.

Perfec?ionarea tehnicii «de colectare» a embrionilor, a congel?rii ?i

dezghe??rii lor, a metodelor de transplantare, la care lucreaz? savan?ii

din Moscova, Leningrad, Chiev ?i Haricov (оn ultimul timp ?i la A?P «Zarea»

din Republica Moldova au fost organizate puncte de transplantare a

embrionilor animalelor agricole), trebuie s? aduc? o sporire esen?ial? a

vitelor de ras?. A fost оncercat? оn practic? ideea de a sili mamele

adoptive «s? munceasc?» mai intens – s? nasc? gemeni.

?i оnc? ceva. Nimeni nu fixeaz? deocamdat? recordurile de longevitate a

embrionilor оn azotul lichid. Se ?tie numai c? оn mai multe laboratoare ei

se p?streaz? оn stare de anabioz? cв?iva ani la rвnd. Savan?ii, оns?, sunt

convin?i c? activitatea vital? a embrionului poate fi oprit? pe zeci de ani

?i chiar secole.

Оn viitor va deveni un lucru obi?nuit men?inerea оn «descenden?a

conservat?» a poten?ialului genetic al p?rin?ilor – a unor animale agricole

remarcabile.

13.3 Descenden?? copiat?: clonarea animalelor

Se ?tie demult c? informa?ia genetic? a celulelor din diferitele ?esuturi

ale organismului este aproape identic?. Atвt оn ficat, cвt ?i оn creier, оn

pancreas, оn ovul se afl? acelea?i garnituri de gene, numai c? ele

func?ioneaz? оn diferite organe оn mod diferit. Acest fenomen de munc?

selectiv? (adic? transcrip?ia) a genelor poart? numele de diferen?iere

celular?. Modific?rile оn munca genelor pot fi reversibile. Оn cazul acesta

textul оnscris оn molecula ADN nu se schimb?, schimb?rile au loc оn alte

molecule (de exemplu, la proteine) care colaboreaz? cu ADN ?i care conduc

citirea informa?iei de pe el. Dac? оntr-adev?r a?a este, atunci din orice

celul? somatic? se poate cre?te un organism оntreg ?i devine realizabil? оn

principiu clonarea animalelor. Iar dac? la specializarea celulelor se

produce restructurarea unor anumite segmente de ADN, modific?rile оn

programul ereditar al celulei devin ireversibile. Aceasta оnseamn? c? din

celula pielii sau a ficatului nu se poate ob?ine o celul? a creierului.

Prin urmare, este imposibil? ?i clonarea organismelor.

Cum se poate controla dac? modific?rile pe care le sufer? ADN-ul оn

timpul diferen?ierii celulelor sunt reversibile sau ireversibile.

R?spunsul poate fi diferit. Se pot, bun?oar?, analiza am?nun?it

succesiunile nucleotidice ADN din diferite ?esuturi ale aceluia?i organism

оn diferite etape de dezvoltare. Dar aceast? cale este extrem de grea.

Informa?ia ereditar? a celulei este оnscris? atвt оn genele unice (ele

con?in informa?ia despre proteine), cвt ?i оn succesiuni ale ADN-ului,

repetate оn molecul? de sute ?i mii de ori.

Exist? ?i o alt? cale pentru c?ut?ri. Se pot transplanta nucleele din

diferitele celule specializate ale organismului оntr-un ovul fecundat, din

care оn prealabil a fost оndep?rtat nucleul propriu. Оn continuare se

observ? cum se realizeaz? programul genetic оnscris оn nucleul transferat.

Оn citoplasma ovulului fecundat exist? to?i componen?ii proteici necesari

pentru dezvoltarea embrionului Dac? nucleul transplantat dispune de o

informa?ie de valoare complect? ?i se va dezvolta, transformвndu-se оntr-un

organism de valoare complect?, оnseamn? c? toate genele celulelor

diferen?iate pot reveni u?or la starea lor ini?ial?. Dac?, оns?,

dezvoltarea embrionului se va оntrerupe оn etapele timpurii, оnseamn? c?

programul ereditar al nucleului transplantat s-a modificat ireversibil.

Bineоn?eles, оn cazul acesta trebuie s? fim convin?i, c? celula a suportat

bine opera?ia.

Оn prezent zeci de laboratoare din lume se ocup? cu transplantarea

nucleelor. Aceast? metod? a ap?rut оn anul 1952, cвnd R. Briggs ?i T. Ching

au transplantat pentru оntвia oar? оn Anglia nucleul unei celule de

broasc?. Dar un timp destul de оndelungat aceast? realizare nu avea nici o

aplicare оn solu?ionarea problemelor practice.

Оn anul 1975, оns?, totul s-a schimbat J. Giordon, biolog englez, a

reu?it pentru prima oar? s? creasc? un mormoloc viu, transplantвnd оn ovul

un nucleu de celul? epitelial? (de piele) a unei broa?te. Aceast? munc? a

convins c? metoda transplant?rii nucleelor poate da r?spuns la оntrebarea

cвt de profunde sunt modific?rile din genomul celulelor specializate.

Este interesant c? mormolocul lui Giordon nu s-a transformat оn broasc?

Afar? de aceasta, nu s-au ob?inut mormoloci nici prin transplantarea

nucleelor de la alte celule (ne epiteliale) ale broa?tei. Embrionul оnceta

a se dezvolta la cele mai timpurii etape ?i aceasta, dup? p?rerea lui

Giordon, ?inea mai degrab? de ireversibilitatea modific?rilor programului

ereditar al nucleelor transplantate, decвt de un e?ec al tehnicii

microchirurgilor

Оntre timp Brigs ?i Ching au reu?it s? ob?in? prin aceast? metod? o

broasc? matur?. A fost absolut identic? cu cea de la care s-a luat nucleul.

Datele analizelor biochimice convingeau c? broasca donatoare ?i broasca

urma?? erau parc? croite dup? acela?i model.

Au continuat оncerc?rile de a se cre?te asemenea «germeni» ?i la ceilal?i

reprezentan?i ai regnului animal. Una din primele lucr?ri de utilizare a

celulelor de mamifere a fost efectuat? de doctorul D. Bromholl din Oxford

(Anglia). El a reu?it s? transplanteze nucleul unei celule somatice оntr-un

ovul de iepure de cas?.

Doctorul Bromholl a folosit celulele, care au crescut mai mul?i ani оn

cultura unui ?esut оn afara organismului. Cu aceste celule, care pot fi

crescute оn orice cantitate, el fecunda ovulele. Nucleul propriu ovulului a

fost scos din func?iune cu ajutorul razelor ultraviolete. Ovulul fecundat

se implanta оn uterul iepuroaicei care juca rolul de incubator viu. Drept

urmare, se ob?inea un embrion celulele c?ruia purtau numai genele iepurelui

de cas? (care demult a murit) ?i ale c?rui celule erau cultivate оn

condi?ii artificiale.

O ?tire cu adev?rat senza?ional? pentru lumea savan?ilor a devenit

comunicarea f?cut? de C. Ilimenzee, profesor din Elve?ia, autor al

experien?elor de clonare a ?oarecilor, publicate оn anul 1981. Ilimenzee a

comunicat c? a reu?it s? ob?in? dezvoltarea a trei ?oareci de valoare

complect? ?i proliferici, transplantвnd оn ovule nucleele luate din

embrioni care au trecut primele etape de dezvoltare.

363 de nuclee de celule embrionare au fost transplantate оn ovulele chiar

atunci fecundate, din care au fost exstirpate nucleele lor proprii. Numai

142 de ovule au supravie?uit opera?ia, din ele numai 96 au оnceput s? se

dezvolte, dar curвnd jum?tate au оncetat divizarea. 48 de embrioni,

crescu?i оn eprubet?, au atins, totu?i, etapa de implantare, dup? care 16

din ei au fost insera?i оn uterul femelelor.

Ca urmare, s-au n?scut trei ?oareci care s-au dezvoltat normal. Ei se

asem?nau оn toate nu cu mamele lor, ci cu ?oarecii a c?ror nuclee au fost

folosite pentru transplantare.

Aceste experien?e ne demonstreaz? c? оn principiu este posibil? clonarea

animalelor prin metoda transplant?rii nucleelor ?i c? greut??ile tehnice

pot fi оnvinse.

Cвnd C. Ilimenzee ?i coautorul lui P. Hoppe au comunicat c? au reu?it s?

cloneze (s? ob?in? copii genetic identice) animalele, aceasta a provocat

un interes general. Era ?i de a?teptat. C?ci succesul acestor experimente

ar exercita o mare influen?? asupra productivit??ii multor ramuri din

agricultur?. Оn primul rвnd ar fi devenit posibil? оnmul?irea animalelor cu

o productivitate record, prin «luarea de copii». Оn prezent nimeni nu se

mai оndoie?te c? оn principiu aceasta este posibil. Cu cв?iva ani оn urm?

savan?ii americani, dup? numeroase e?ecuri, au reu?it, totu?i, s? fecundeze

оn condi?ii artificiale un ovul de vac? ?i prin metoda transplant?rii s?

creasc? din el un t?ura?.

Dar acum este vorba de altceva. Am mai men?ionat, c? natura a sortit ca

fiecare vac? s? devin? mam? doar de cвteva ori оn via?a ei. Оntrucвt

ovarele ei sunt tixite de ovocite – ovule ne maturizate, din punct de

vedere teoretic ea poate s? nasc? zeci de mii de vi?ei, pierzвndu-se оn

acest fel turme colosale de vite de mare randament.

Se consider? c? exist? dou? c?i reale pentru a utiliza eficace acest

poten?ial enorm de productivitate a animalelor. Ambele au c?p?tat o

dezvoltare оn lucr?rile savan?ilor de la Institutul de оnmul?ire ?i de

genetic? a animalelor agricole (ora?ul Pu?chin). Aici embrionul este

«dezbr?cat» оn etapa timpurie de dezvoltare, este lipsit de membran? ?i «se

destram?» оn celule aparte, care-s capabile s? tr?iasc? independent ?i

chiar s? se divizeze – s? dea cвteva genera?ii. Оn anumite condi?ii ele se

adun? оn grupuri, formвnd ceva asem?n?tor embrionilor.

Dac? acest proces va continua, se va putea ob?ine dintr-un singur embrion

zeci de embrioni gemeni. Aceast? оnmul?ire atвt de brusc? a poten?ialului

de procrea?ie a celor mai bune vaci este o cale direct? spre noi principii

de selec?ie. Dac? avem оn vasul lui Diuar cu azot lichid cвteva zeci de

embrioni identici nu este greu, crescвnd doar cв?iva dintre ei, s? stabilim

valoarea veridic? a celorlal?i. ?i dac? ei satisfac toate cerin?ele,

fiecare poate fi f?rвmi?at оn оnc? zeci de gemeni de valoare complect? ?i

recolta total? de la o vac? va constitui de acum cвteva sute de vi?ei.

Men?ion?m, aici practicienii se pot folosi ?i de metodele perfec?ionate de

determinare a sexului embrionilor congela?i. Metoda care promite

determinarea la sigur a sexului embrionilor vitelor cornute mari оn vвrst?

de mai pu?in de dou? s?pt?mвni a fost elaborat? la Institutul unional de

cercet?ri ?tiin?ifice оn domeniul zootehniei. Toat? procedura de preg?tire

a micropreparatelor din celule de embrion ocup? aproximativ dou? ore.

Astfel se va afla totul despre embrionul p?strat оn azotul lichid. Pentru a

ob?ine un r?spuns ferm sunt destule cвteva celule de metafaz?: dac? g?sim

acolo cromozomul Y, оnseamn? c? оn colb? se p?streaz? o descenden??

masculin?; dac? se afl? numai cromozomii X – a?tept?m numai o descenden??

feminin?. Dac? la determinarea sexului vom observa mai atent cromozomii (?i

nu numai cei sexuali), vom putea s? apreciem capacitatea embrionului de

transplantare, s? clarific?m, dac? nu exist? vre-o anomalie cromozomic?.

Dac? le eviden?iem, embrionul trebuie rebutat.

A fost elaborat? ?i o alt? cale de ob?inere a unei descenden?e numeroase.

Odat? ce majoritatea covвr?itoare a celulelor embrionare, a ovocitelor nu

se matureaz? оn condi?ii naturale, ar fi bine s? se asigure maturarea lor

оn condi?ii artificiale. Dup? cum poveste?te A. Golubev, conduc?torul

laboratorului de cultivare a embrionilor la institutul indicat mai sus,

aceast? tehnologie de reproducere se prezint? оn felul urm?tor: dup? ce

vaca recordist? de la care s-a ob?inut de acum totul, a fost rebutat?, din

ovarele ei se extrag ovocitele care se pun оntr-un mediu nutritiv favorabil

matur?rii. Apoi ovulele maturate sunt fecundate ?i embrionii ob?inu?i sunt

transplanta?i mamelor adoptive.

Tocmai a?a procedeaz? savan?ii de la Institutul de оnmul?ire ?i de

genetic? a animalelor agricole. Оn vara anului 1982 ei au extras din ovarul

unei vaci adus de la combinatul de carne celulele embrionare, aflate la

etapa timpurie de dezvoltare, ?i le-au pus оntr-un mediu nutritiv

artificial. Dup? maturare ele au fost fecundate. Peste o zi ovarele au

оnceput a se diviza. Mecanismul vie?ii care, dup? pieirea vacii-mame, s-a

oprit, a оnceput iar. Trei embrioni au fost transplanta?i juncii

recipiente. Unul dintre ei s-a prins ?i оn ianuarie 1983 vaca «Nadejda» a

n?scut fiul s?u adoptiv, numit «Pervene?».

Experimentul reu?it de fecundare artificial? a ovocitului ?i de cre?tere

оn eprubet?, de transplantare a acestuia vacii recipiente, a devenit un pas

important оn dezvoltarea biologiei mondiale. Peste un an profesorul A.

Golubev a declarat оntr-un interviu acordat coresponden?ilor: «Pervene?» se

distinge printr-o s?n?tate excelent? ?i prin ritmul dezvolt?rii sale. Cu

toate c? ra?ia sa de hran? este obi?nuit?, el spore?te zilnic оn greutate

cu mai bine de un kilogram ?i cвnt?re?te peste patru chentare.

Speciali?tii din multe centre ?tiin?ifice ale lumii se ocup? cu ob?inerea

artificial? a embrionilor ?i cu transplantarea lor. Se pune sarcina de a

оnv??a cum s? clon?m – s? оnmul?im animalele de tip genetic unical pe cale

industrial?. Astfel se vor accelera cu mult termenele de selec?ie a unor

rase de vite de mare randament. Pвn? оn prezent, оns?, au reu?it doar

experien?ele cu alte animale, precum ?i transplant?rile la vacile

recipiente a unor embrioni vii, lua?i de la vacile donatoare. Speciali?tii

geneticieni оn frunte cu academicianul L. C. Ernst, au elaborat pentru

prima dat? metodele de modelare оn eprubet? a celor mai fine procese de

na?tere a organismului viu. Aceast? orientare a ingineriei celulare este o

cale sigur? de ob?inere a vi?eilor ?i a altor animale agricole, care

prezint? o copie fidel? a p?rin?ilor lor.

13.4 Animale transgenice

F. Bernet, laureat al premiului Nobel, cu aproape cincisprezece ani оn

urm? оn cartea sa «Genele. Visuri ?i realitate» a prezis, c? ingineria

genetic? la nivelul unui оntreg organism nu va putea fi realizat? tehnic

decвt оn secolul XXI.

Оntr-adev?r, pвn? оn prezent toate realiz?rile ingineriei genice a

animalelor se refereau la celule sau embrioni aparte, crescu?i оn afara

organismului. ?i erau numai celule somatice, nu sexuale. Iar ob?inerea unui

organism animal normal, viabil dintr-o celul? somatic? este o problem?

foarte complicat?. Dup? cum am mai men?ionat, dificult??ile ?in de

modific?rile ireversibile din programul ereditar al celulelor somatice

specializate. Chiar ?i la plante un organism poate fi ob?inut numai din

celule meristematice (ne specializate) sau din celule callus

(dediferen?iate) ale altor organe, cu toate c? multe dintre ele, dup? cum

?tim, se оnmul?esc u?or pe cale vegetativ?. Oricum, numai celulele sexuale

pot transforma programul ereditar оntr-un individ de valoare complecta.

Aceasta оnseamn? c? dac? vom insera gena necesar? оn cromozomul celulei

sexuale, individul matur ob?inut din ea va con?ine aceast? gen? оn fiecare

celul? a corpului s?u ?i o va transmite prin ereditate. Succesele ob?inute

de microchirurgie la operarea unor celule aparte au f?cut ca aceast?

sarcin? s? devin? absolut real?. Dar se cerea оndr?zneal? ca dup? opera?ia

de inginerie genic? s? se creasc? un organism viu. Acest lucru l-au

realizat pentru prima dat? F. Leisi de la Universitatea Oxford (Anglia).

Trebuia transplantat? o gen? a unui epure de cas? unui ?oarece. Gena

globinei a fost оn prealabil clonat?, adic? separat? din cromozomul

epurelui de cas? ?i multiplicat? оn componen?a plazmidei inelare. Apoi

copii ale acestei gene au fost inserate cu o micropipet? foarte fin? оn

nucleele ovulelor de ?oarece chiar atunci fecundate. Dup? transpalntare au

r?mas viabile jum?tate din celule. Ele au fost introduse оnapoi оn

oviductul femelelor. Numai 15% din ele au evoluat оn ?oricei de valoare

complect?. Controlul a demonstrat c? nu la toate animalele nou-n?scute gena

str?in? s-a integrat оn cromozomi. Au fost cerceta?i 24 de ?oricei ?i numai

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38