Tecnología de DNA Recombinant o reproducción de la DNA
Los términos “tecnología de DNA recombinant,” “reproducción de la DNA,” “reproducción molecular,” o “reproducción” toda del gene refieren al mismo proceso: la transferencia de un fragmento de la DNA del interés a partir de un organismo a un elemento genético de uno mismo-repliegue tal como un plasmid bacteriano. La DNA del interés se puede entonces propagar en una célula huesped extranjera. Esta tecnología ha estado alrededor desde los años 70, y se ha convertido en una práctica común en laboratorios de biología moleculares hoy.
Los científicos que estudian un gene particular utilizan a menudo plasmids bacterianos para generar copias múltiples del mismo gene. Los Plasmids uno mismo-están replegando las moléculas adicional-cromosómicas de la DNA de la circular, distintas del genoma bacteriano normal. Los Plasmids y otros tipos de vectores de la reproducción son utilizados por los investigadores humanos del proyecto del genoma para copiar genes y otros pedazos de cromosomas para generar bastante material idéntico para el estudio adicional.
“Para reproducir un gene,” un fragmento de la DNA que contiene el gene del interés se aísla de la DNA cromosómica usando las enzimas de la restricción y después se une con un plasmid que se ha cortado con las mismas enzimas de la restricción. Cuando el fragmento de la DNA cromosómica se ensambla con su vector de la reproducción en el laboratorio, se llama una “molécula recombinant de la DNA.” Después de la introducción en las células huesped convenientes, la DNA recombinant se puede entonces reproducir junto con la DNA de la célula huesped.
Los Plasmids pueden llevar el punto de ebullición hasta 20.000 de la DNA extranjera. Además de plasmids bacterianos, algunos otros vectores de la reproducción incluyen virus, los cromosomas artificiales de las bacterias (BACs) y los cromosomas artificiales de la levadura (YACs). Cosmids es los vectores que se reproducen artificial construidos que llevan hasta 45 KB de DNA extranjera y se pueden empaquetar en las partículas phage de la lambda para la infección en las células del E. coli. BACs utiliza el plasmid natural del F-factor encontrado en E. coli para llevar los rellenos de la DNA de 100 a 300 KB. Un YAC es un cromosoma funcional derivado de la levadura que puede llevar hasta 1 MB de la DNA extranjera. Las bacterias son las más de uso frecuente como las células huesped para las moléculas recombinant de la DNA, pero la levadura y las células mamíferas también se utilizan.
Reproducción reproductiva
La reproducción reproductiva es una tecnología usada para generar un animal que tenga la misma DNA nuclear que otra animal actualmente o previamente existente. El carro fue creado por tecnología reproductiva de la reproducción. En un proceso llamado “transferencia nuclear de la célula somática” (SCNT), los científicos transfieren el material genético del núcleo de una célula dispensadora de aceite del adulto a un huevo que se ha quitado núcleo, y así su material genético. El huevo reconstruido que contiene la DNA de una célula dispensadora de aceite se debe tratar con los productos químicos o la corriente eléctrica para estimular la división de célula. Una vez que el embrión reproducido alcance una etapa conveniente, se transfiere al útero de un anfitrión femenino donde continúa convirtiéndose hasta nacimiento.
La oveja de la celebridad ha muerto en la edad 6
El carro, el primer mamífero que se reproducirá de la DNA del adulto, fue colocado por la inyección mortal el 14 Feb de 2003. Antes de su muerte, el carro había estado sufriendo de cáncer de pulmón y de artritis que lisiaba. Aunque la mayoría de las ovejas de Finn Dorset viven para ser 11 a 12 años de la edad, la autopsia del carro se parecía indicar que, con excepción de su cáncer y artritis, ella aparecía ser absolutamente normal. Las ovejas innomadas de las cuales el carro fue reproducido habían muerto varios años antes de su creación. El carro era una madre a seis corderos, criados la manera pasada de moda. |
El carro o ningún otro animal creado usando tecnología nuclear de la transferencia no es verdad una copia idéntica del animal dispensador de aceite. Solamente la DNA cromosómica o nuclear de la copia es igual que el donante. Algunos de los materiales genéticos de la copia vienen de los mitochondria en el citoplasma del enucleated el huevo. Los Mitochondria, que son los organelles que sirven como fuentes de energía a la célula, contienen sus propios segmentos cortos de la DNA. Las mutaciones adquiridas en la DNA mitochondrial se creen para desempeñar un papel importante en el proceso del envejecimiento.
El éxito del carro es verdad notable porque probó que el material genético de una célula especializada del adulto, tal como una célula de la ubre programada para expresar solamente esos genes necesitados por las células de la ubre, se podría reprogramar para generar un nuevo organismo entero. Antes de esta demostración, los científicos creyeron que una vez que una célula se especializara como un hígado, corazón, la ubre, el hueso o cualquier otro tipo de célula, el cambio era permanente y otros genes innecesarios en la célula llegaron a ser inactivos. Algunos científicos creen que los errores o el estado incompleto en la causa de proceso de reprogramación los altos índices de la muerte, de la deformidad y de la inhabilidad observadas entre animal se reproduce.
Reproducción terapéutica
La reproducción terapéutica, también llamada “reproducción del embrión,” es la producción de los embriones humanos para el uso en la investigación. La meta de este proceso no es crear seres humanos reproducidos, pero cosechar algo las células de vástago que se pueden utilizar para estudiar el desarrollo humano y para tratar enfermedad. Las células de vástago son importantes para los investigadores biomédicos porque pueden ser utilizadas para generar virtualmente cualquier tipo de célula especializada en el cuerpo humano. Las células de vástago se extraen del huevo después de que se haya dividido por cinco días. El huevo en la etapa actual del desarrollo se llama un blastocyst. El proceso de la extracción destruye el embrión, que levanta una variedad de preocupaciones éticas. Muchos investigadores esperan que las células de un vástago del día se puedan utilizar para servir como células del reemplazo para tratar enfermedad cardíaca, Alzheimer, el cáncer y otras enfermedades.
En noviembre de 2001, científicos de tecnologías avanzadas de la célula, compañía de la biotecnología en Massachusetts, anunciado que habían reproducido los primeros embriones humanos con el fin de avanzar la investigación terapéutica. Para hacer esto, recogieron los huevos de los ovarios de las mujeres y después quitaron el material genético de estos huevos con una aguja menos que 2/10,000o de una pulgada ancha. Una célula de la piel era interior insertado enucleated el huevo para servir como nuevo núcleo. El huevo comenzó a dividirse después de que fuera estimulado con un ionomycin llamado químico. Los resultados fueron limitados en éxito. Aunque este proceso fue realizado con ocho huevos, sólo tres comenzaron a dividirse, y solamente uno podía dividirse en seis células antes de parar.
¿Cómo pueden las tecnologías de la reproducción ser utilizadas?
La tecnología de DNA Recombinant es importante para aprender sobre otras tecnologías relacionadas, tales como terapia del gene, la ingeniería genética de organismos, y ordenar genomas. La terapia del gene se puede utilizar para tratar ciertas condiciones genéticas introduciendo los vectores del virus que llevan las copias corregidas de genes culpables en las células de un organismo del anfitrión. Los genes de diversos organismos que mejoren gusto y valor alimenticio o proporcionen resistencia a los tipos de enfermedad particulares se pueden utilizar genético para dirigir los cultivos alimenticios. Con el genoma ordenando, los fragmentos de la DNA cromosómica se deben insertar en diversos vectores de la reproducción para generar fragmentos de un tamaño apropiado para ordenar.
Si las tarifas bajas del éxito se pueden mejorar (el carro era solamente un éxito fuera de 276 intentos), la reproducción reproductiva se puede utilizar para desarrollar maneras eficientes de reproducir confiablemente animales con calidades especiales. Por ejemplo, droga-produciendo los animales o los animales que genético se han alterado para servir pues los modelos para estudiar enfermedad humana podrían ser producidos en serie.
La reproducción reproductiva también se podría utilizar a los animales puestos en peligro repopulate o a los animales que son difíciles de criar. En 2001, la primera copia de un animal salvaje puesto en peligro fue llevada, un buey salvaje llamado un gaur. El gaur joven murió de una infección cerca de 48 horas después de su nacimiento. En 2001, los científicos en Italia divulgaron la reproducción acertada de un mouflon sano del bebé, una oveja salvaje puesta en peligro. El mouflon reproducido está viviendo en un centro de la fauna en Cerdeña. Otras especies puestas en peligro que son candidatos potenciales a la reproducción incluyen el antílope africano del bongo, el tigre de Sumatran y el panda gigante. Reproducir animales extintos presenta un desafío mucho mayor a los científicos porque el huevo y el necesario sustituto para crear el embrión reproducido estarían de una especie diferente de la copia.
La tecnología terapéutica de la reproducción se puede un cierto día utilizar en seres humanos para producir órganos enteros de células o para producir las células sanas que pueden substituir las células dañadas en enfermedades degenerativas tales como Alzheimer o Parkinson. Mucho trabajo todavía necesita ser hecho antes de que la reproducción terapéutica pueda convertirse en una opción realista para el tratamiento de desórdenes.
¿Se han reproducido qué animales?
Los científicos han sido animales de la reproducción por muchos años. En 1952, el primer animal, un tadpole, fue reproducido. Antes de la creación del carro, el primer mamífero reproducido de la célula de un animal del adulto, se reproduce fue creado de las células embrionarias. Desde el carro, los investigadores han reproducido un número de animales grandes y pequeños incluyendo ovejas, cabras, vacas, ratones, cerdos, gatos, conejos y un gaur. Todo el éstos se reproducen fueron creados usando tecnología nuclear de la transferencia.
Los centenares de animales reproducidos existen hoy, pero el número de diversa especie es limitado. Las tentativas en ciertas especies de la reproducción tales como monos, pollos, caballos y perros, han sido fracasadas. Una cierta especie puede ser más resistente a la transferencia nuclear de la célula somática que otras. El proceso de pelar el núcleo de una célula del huevo y de substituirlo por el núcleo de una célula dispensadora de aceite es traumático, y las mejoras en tecnologías de la reproducción pueden ser necesarias antes de que muchas especies se puedan reproducir con éxito.
¿Se pueden los órganos reproducir para el uso en trasplantes?
Los científicos esperan que una reproducción terapéutica del día se pueda utilizar para generar tejidos finos y los órganos para los trasplantes. Para hacer esto, la DNA sería extraída de la persona necesitando un trasplante e insertado en enucleated el huevo. Después del huevo contener la DNA del paciente comienza a dividirse, las células de vástago embrionarias que se pueden transformar en cualquier tipo de tejido fino serían cosechadas. Las células de vástago serían utilizadas para generar un órgano o un tejido fino que es un fósforo genético al recipiente. En teoría, el órgano reproducido se podía entonces trasplantar en el paciente sin el riesgo del rechazamiento del tejido fino. Si los órganos se podrían generar de embriones humanos reproducidos, la necesidad de la donación del órgano podría ser reducida perceptiblemente.
Muchos desafíos se deben superar antes de trasplantes del “órgano reproducido” se convierten en realidad. Tecnologías más eficaces para crear embriones humanos, cosechar las células de vástago y producir órganos de las células de vástago tendrían que ser desarrolladas. En 2001, los científicos con la compañía de la biotecnología avanzaron tecnología de la célula divulgaron que habían reproducido los primeros embriones humanos; sin embargo, el único embrión a sobrevivir el proceso de la reproducción paró el convertirse después de dividirse en seis células. En febrero de 2002, los científicos con la misma compañía del biotech divulgaron que habían trasplantado con éxito riñón-como órganos en vacas. El equipo de investigadores creó un embrión reproducido de la vaca quitando la DNA de una célula del huevo y después inyectando la DNA de la célula de la piel del oído de la vaca dispensadora de aceite. Puesto que poco se sabe sobre la manipulación de las células de vástago embrionarias de vacas, los científicos dejan los embriones reproducidos convertirse en fetos. Los científicos entonces cosecharon el tejido fino fetal del lo reproducen y trasplantaron en la vaca dispensadora de aceite. En los tres meses de la observación que seguían el trasplante, no se observó ninguna muestra del rechazamiento inmune en el recipiente del trasplante.
Otro uso potencial de reproducirse a los trasplantes del órgano es la creación de los cerdos genético modificados de los cuales los órganos convenientes para los trasplantes humanos podrían ser cosechados. El trasplante de órganos y de tejidos finos de animales a los seres humanos se llama xenotransplantation.
¿Por qué cerdos? Los primates serían un fósforo más cercano genético a los seres humanos, pero son más difíciles de reproducir y de tener un índice mucho más bajo de la reproducción. De las especies animales que se han reproducido con éxito, los tejidos finos y los órganos del cerdo son más similares a los de seres humanos. Para crear un cerdo de la “maravilla”, los científicos deben hacer inactivo los genes que hacen el sistema inmune humano rechazar un órgano implantado del cerdo. Los genes se golpean hacia fuera en las células individuales, que entonces se utilizan para crear se reproducen de qué órganos pueden ser cosechados. En 2002, una compañía de la biotecnología de Británicos divulgó que era la primera para producir los cerdos de la “maravilla doble” que genético se han dirigido para carecer ambas copias de un gene implicado en el rechazamiento del trasplante. Más investigación es necesaria estudiar el trasplante de órganos de cerdos de la “maravilla” a otros animales.
¿Cuáles son los riesgos de la reproducción?
La reproducción reproductiva es costosa y altamente ineficaz. Más de 90 por ciento de tentativas de la reproducción no pueden producir a descendiente viable. Más de 100 procedimientos nucleares de la transferencia se podían requerir para producir una copia viable. Además de tarifas bajas del éxito, los animales reproducidos tienden para tener comprometido la función inmune y índices más altos de la infección, del crecimiento del tumor y de otros desórdenes. Los estudios japoneses han demostrado que los ratones reproducidos viven en salud pobre y mueren temprano. Sobre un tercero del reproducido pare vivo nato ha muerto jóvenes, y muchos de ellos eran anormalmente grandes. Muchos animales reproducidos no han vivido bastante tiempo para generar buenos datos sobre cómo reproduce edad. El aparecer sano en una edad joven, desafortunadamente, no es un buen indicador de la supervivencia a largo plazo. Se reproduce se han sabido para morir misterioso. Por ejemplo, las ovejas primero reproducidas de Australia aparecían sanas y enérgias en el día que ella murió, y los resultados de su autopsia no podida para determinar una causa de la muerte.
En 2002, los investigadores en el instituto de Whitehead para la investigación biomédica en Cambridge, masa., divulgaron que los genomas de ratones reproducidos están comprometidos. En analizar más de 10.000 células del hígado y de la placenta de ratones reproducidos, descubrieron que funcionan cerca de 4 por ciento de genes anormalmente. Las anormalidades no se presentan de mutaciones en los genes sino de cambios en la activación o la expresión normal de ciertos genes.
Los problemas también pueden resultar de errores de programación en el material genético de una célula dispensadora de aceite. Cuando un embrión se crea de la unión de una esperma y de un huevo, el embrión recibe las copias de la mayoría de los genes de ambos padres. Un proceso llamado “impresión” químicamente marca la DNA de la madre y del padre para girar solamente una copia de un gene (el gene maternal o paternal). Los defectos en la impresión genética de la DNA de una sola célula dispensadora de aceite pueden conducir a algunas de las anormalidades de desarrollo de embriones reproducidos.
¿Deben los seres humanos ser reproducidos?
Los médicos de la asociación médica americana y los científicos con la asociación americana para el adelanto de la ciencia han publicado declaraciones públicas formales que aconsejaban contra la reproducción reproductiva humana. Actualmente, el congreso de los E.E.U.U. está considerando el paso de la legislación que podría prohibir la reproducción humana.
Debido a la ineficacia de la reproducción animal (solamente cerca de uno o dos descendientes viables para cada 100 experimentos) y a la carencia de entender sobre la reproducción reproductiva, muchos científicos y médicos creer fuertemente que sería poco ética procurar reproducir a seres humanos. No sólo la mayoría de las tentativas de reproducir mamíferos fallaron, cerca de 30 por ciento de reproducen vivo nato se afectan con “síndrome grande del descendiente” y otras condiciones debilitantes. Varios animales reproducidos han muerto prematuramente de infecciones y de otras complicaciones. Los mismos problemas esperarían en la reproducción humana. Además, los científicos no saben la reproducción podría afectar el desarrollo mental. Mientras que los factores tales como intelecto y humor pueden no estar como importantes para una vaca o un ratón, son cruciales para el desarrollo de seres humanos sanos. Con tan muchos desconocido referentes a la reproducción reproductiva, la tentativa de reproducir a seres humanos en este tiempo se considera potencialmente peligrosa y ético irresponsable.
Fuente: Oficina de la investigación biológica y ambiental, Ministerio de los E.E.U.U. de oficina de la Energía de la ciencia
Actualizado: 29 de agosto de 2006 |
