Головна
Реферати » Реферати з біології » Клітинна інженерія

Клітинна інженерія

органічного світу немає. Розходження виявляються на більш високому рівні організації - молекулярному.

Біологія пухлинної клітини

Клітка багатоклітинного організму може існувати в двох станах: нормальному і трансформованому, тобто опухолевом. Для дослідницьких цілей в багатьох випадках більш зручна культура пухлинних клітин.

Пухлинна клітина за багатьма біохімічним ознаками відрізняється від нормальної. Її найбільш характерною відмітною властивістю є здатність до безперервного поділу, яке не підкоряється регуляторним сигналам організму. У результаті поділу з однієї клітини утворюються дві, також здатні до безконтрольного поділу, тобто здатність до нерегульованого діленню передається спадково. Збільшення розміру пухлини відбувається за рахунок розмноження вихідної пухлинної клітини, а не перетворення нових нормальних клітин в пухлинні. Звідси випливає, що з однієї пухлинної клітини в організмі може виникнути пухлинної вузол.

Є прямі докази того, що пухлини людини мають моноклональное походження (клон - деяка кількість клітин, що відбулися від однієї батьківської клітини в результаті її поділу).

Крім здатності до безконтрольного зростання ще дві властивості пухлин визначають їх небезпеку для життя організму: здатність до інвазії і метастазування.

Інвазія - явище проростання пухлини в нормальні тканини, порушуючи їх харчування, функціонування, що приводить їх до загибелі.

Метастазування - це здатність злоякісної пухлини утворювати пухлинні вузли у віддалених від первинної пухлини частинах організму. Пухлинні клітини, на відміну від нормальних, погано скріплені між собою. Відриваючись від основного вузла, поодинокі пухлинні клітини струмом крові або лімфи розносяться по всьому організму. У деяких органах вони можуть затриматися і почати ділитися, що призведе до утворення нових пухлинних вузлів, здатних до інвазії, таким чином, навіть якщо пухлина уражений не життєво важливий орган, то і в цьому випадку здатність пухлини до метастазування робить її небезпечною для життя.

Особливий інтерес представляє питання, чи може йти зворотний процес, тобто чи може з пухлинної клітини утворитися нормальна? Дати позитивну відповідь, зрозуміло, ніхто не зважиться, але в той же час є дані, що свідчать про теоретичну можливість переродження - нормалізації пухлинних клітин.

Було відзначено, що при введенні деяких речовин (масляної кислоти, диметилсульфоксиду, вітаміну А та ін) в клітинну культуру пухлини, клітини за деякими біохімічними ознаками ставали схожими на нормальні, однак при видаленні цих речовин клітини знову набували пухлинні риси.

Беатриса Мінц, одна з дослідників раку, пересаджувала клітку тератоми - пухлини сім'яників чорної миші в порожнину бластули (етап розвитку заплідненої яйцеклітини) білої миші. Через покладений термін народжувалися мишенята, які відрізнялися від контрольних тільки тим, що вони були строкатими - на білій шкірці були чорні смуги. Отже, в оточенні нормальних клітин пухлинна клітина включилася в процеси розвитку організму як нормальна клітина.

Нарешті, кожен з нас чув про чудесні випадки зникнення пухлин і одужання хворих на рак. Аналіз історій хвороб людей, що хворіли в стадії, коли медицина була безсила їм допомогти і ніякого лікування не проводилося, показує, що дуже мала частка хворих з абсолютно незрозумілих причин видужувала. Гинули чи пухлинні клітини в організмі в результаті змін у функціонуванні всього організму, перетворювалися вони в нормальні клітини - зовсім невідомо.

Отже, рак це з одного боку генетичне захворювання, коли ламається заздалегідь задана програма клітинного ділення і клітина переходить в режим невпинного самовідтворення, а з іншого боку - імунне захворювання, оскільки відбувається порушення координації в системі нагляду за тим, щоб клітини, які порушили закон про суворому виконанні програми розвитку, знищувалися.

Клонування

Термін "клонування" стрімко увійшов в широкий лексикон близько двох років тому: тоді фахівці Рослінського інституту в Шотландії повідомили і існування овечки Доллі, що з'явилася на світ методом безстатевого розмноження. Кейт Кемпбелл і його співробітники брали клітини з грудної залози шестирічної вагітної вівці (в такому випадку ці клітини краще можуть ділитися), витягували з отриманої культури ядра і впроваджували їх у попередньо очищені від власних ядер яйцеклітини інших овечок. Після декількох сотень дослідів одна з подібних маніпуляцій вдалася: таким шляхом на світ з'явилася Доллі - овечка, генетичний код якої тотожний коду вівці-донора.

У повітрі запахло сенсацією: якщо таким методом вдається створити ссавців овечку, то чому не можна тим же шляхом призвести і не менш ссавця людини?

А чи була Доллі?

Можливо, що суперечки юристів і політиків навколо допустимості клонування людини отримають несподіване завершення. Видатні біологи недавно висловили серйозні сумніви в чистоті експерименту з вівцею Доллі. Заяви скептиків стали темою гарячих дебатів серед генетиків. Критиці піддано науковий звіт, опублікований Яном Уилмут і його колегами з Рослінського інституту в Шотландії, де з'явилася на світ Доллі.

Опоненти стверджують, що автори звіту не зуміли довести, що Доллі і її "мати" мають однаковою генетичною структурою. А без цього неможливо встановити, чи дійсно Доллі є клоном дорослої тварини. У стані скептиків виявився і нобелівський лауреат професор Уолтер Гілберт з Гарвардського університету США. Його сумніви грунтуються на тому, що клітини, які використовувалися для створення Доллі, були взяті у вівці, померлої за 3 роки до її народження. Клітини були заморожені для інших цілей, тому неможливо безпосередньо порівняти спадковий матеріал Доллі з її живим клоном.

Професор Нортон Зиндер, фахівець в галузі молекулярної генетики з університету Рокфеллера у Нью-Йорку, не виключає, що матір'ю знаменитої вівці стала "заблукала" клітина зародка. Відомі випадки, коли ембріональні клітини потрапляли в кров вагітних тварин. "Клонування Доллі було єдиною удачею з 400 спроб. Це анекдот, а не результат. Під час експерименту могли статися будь-які уявні і неймовірні помилки", - стверджує Зиндер.

Висловлюють сумніви і більш грунтовні. Хоча кожна окрема клітина несе в собі повну спадкову інформацію про нього, більшість генів швидко "відключається". Клітини спеціалізуються, так що, наприклад, з клітки печінки не зможе вийти клітина мозку.

Доказ походження Доллі, вважають, професор Клаус Раєвський, директор Інституту генетики Кельнського університету, і його колега Вернер Мюллер, не володіє стовідсотковою генетичної достовірністю. Не можна виключити і плутанину з вихідними клітинами. В цілому, шотландські творці Доллі протягом декількох місяців виконали 834 досвіду з клонування, використовуючи три різних типи клітин, розміри яких становлять всього кілька тисячних часток міліметра. Можливо і "забруднення" клітин вимені. У чашці Петрі, очевидно, могли плавати та інші речовини, що визнає навіть сам "автор" Доллі Ян Уилмут. Сумніви могла б усунути тільки друга Доллі, тобто успішне повторення шотландського експерименту.

Клонування - ключ до вічної молодості?

Чимало спекуляцій і домислів з'явилося останнім часом щодо нового способу "виготовлення" людей шляхом клонування. Тут і страхи появи нового Гітлера і йому подібних, і міркування в дусі апокаліпсису про те, що в майбутньому клони витіснять і знищать "нормальних людей", та інші тому подібні жахи.

За всю історію людство створило чимало дурниць, але можливий заборона клонування ризикує побити всі рекорди. Бо воно, клонування, не просто гуманно за своєю суттю, але здатне кардинально вирішити такі проблеми, як трансплантація органів, можливість мати дітей за найважчих випадках безпліддя і самотнім людям, а також шанс втратили дитину батькам хоч трохи пом'якшити своє горе, виховуючи двійника.

Трансплантація клонують органів здатна врятувати мільйони людей, вмираючих по всьому світу через дефіцит органів, який створюється, до речі, через різноманітних обмежень, нав'язаних "моралістами": цілісність трупа і його недоторканність після смерті .

Другим важливим наслідком трансплантації клонують частин тіла може стати пересадка втрачених органів: рук, ніг, очей і т.д. Позбавити людей надії забути про інвалідність і стати нормальними людьми - хіба це не найвищою мірою негуманно?

Культивування клітин рослин

Полеміка, викликана успішним клонуванням ряду тварин, чомусь залишила в тіні успіхи, пов'язані з клонуванням рослин. Адже вже досить давно ми маємо справу або безпосередньо з рослинами, розводяться на основі клонування, або з речовинами, отриманими з культивованих рослинних клітин і тканин. Так, за допомогою культивування меристеми, що гарантує безвірусного рослини, були виведені усюди продаються гвоздики, хризантеми, гербери і інші декоративні рослини. Також можна купити і квітки екзотичних орхідних рослин, виробництво клонів яких вже має промислову основу. Деякі сорти полуниці, малини, цитрусових виведені з використанням техніки клонування. Перш для виведення нового сорту було потрібно 10-30 років, тепер же, завдяки застосуванню методів культивування тканин цей період скорочено до кількох місяців. Вельми перспективними визнаються роботи, пов'язані з виробництвом на основі культивування тканин рослин лікарських і технічних речовин, які неможливо отримати шляхом синтезу. Так, вже отримують подібним способом з клітинних структур барбарису ізохіноліновие алкалоїд берберин, а з женьшеню - гінсеносід.

Основу культивування рослинних клітин і тканин становлять міститься в кожній клітині інформація про всіх властивості та можливості організму і здатність клітини до самостійного обміну речовин. Для культивування підходять різні органи рослин. Як правило, використовують молоді листя і осьові пагони верхніх мутовок, а також столони, бульби, пильовики, кінчики коренів, пазухи нирки і інші частини рослини. Меристемних тканини верхівок ростових пагонів і коренів мають особливе значення для отримання безвірусних клонів. Відібраний матеріал стерилізується різними речовинами. При цьому необхідно дотримати баланс часу, щоб, з одного боку, його тривалість забезпечила знищення мікроорганізмів, з іншого -

Сторінки: 1 2 3 4