G factor. Клонирование

Чтобы объяснить в чем прикол клонирования мне придется объяснить тут несколько биологических понятий. В рамках ликвидации безграмотности. Так что сначала я вам тут выдам некоторые блоки на первый взгляд разрозненной информации, а потом при помощи ловкости рук и небольшого мошенничества соберу из них клонирование.
Итак, приступим. Букоф, по традиции, будет много.

Половое размножение. Половые и соматмческие клетки
Человек размножается половым путем. Есть конечно особи, которые ведут вегетативное (растительное) существование перед монитором, но размножаться даже им придется половым путем.
Половое размножение — это когда для размножения используются половые клетки. То есть сперматазоиды и яйцеклетки.

Суть половых клеток в том, что каждая несет только половину генома своего владельца. Потом, когда сперматазоид оплодотворяет яйцеклетку мы получаем, в результате слияния, полный геном новой особи. В которой 50% будет от папы, 50% от мамы. То есть похож на обоих родителей, но не копирует полностью ни одного из них. Причем в каждой половой клетке разные 50% генома своего родителя. Каждый сперматазоид — уникальная личность. А ты — нет.

Соматические клетки - это все остальные клетки нашего тела, кроме половых.
Соматические клетки несут по 100% генома и генетически идентичны друг другу. Вообще все. И нейроны и клетки кишечного эпителия и клетки кожи и вообще все остальные. Внимательный читатель на этом месте в голос заорет — как же так, я видел в кабинете биологии картинки, там все клетки разные.
И тут нам надо добавить второй кирпичик.

Дифференцировка и потентность
Все соматические клетки выглядят действительно по разному и выполняют разные функции, имея при этом одинаковый геном.
Происходит это в результате дифференцировки. Каждая клетка имеет полную программу по тому как вырастить весь человеческий организм целиком, но на некоторой стадии клетка определяется с тем какой именно кусок программы она (и ее потомки, появившиеся в результате деления) буду исполнять. Это называется дифференцировкой. Соотвественно от этого куска программы зависит и то, как клетка будет выглядеть.
Все потомки этой клетки, появляющиеся в результате деления, будут полными ее копиями. Как генетически, так и чаще всего внешне. И они будут дифференцированны точно так же как клетка родитель.
Прям кастовая система. Если ты клетка жопного эпителия - то и все твои потомки будут жопным эпителием и никто из них не станет нейроном или лимфоцитом. Есть такое понятие Родина, сынок.

Дифференцировка движется только в одном направлении. Недифференциированая клетка может дифференциироваться, а наоборот, раздифференциироваться — нельзя. Если ты еще не определился, то тебя есть выбор. Если ты уже определился — передумать нельзя. В следующей жизни будешь ответственнее подходить к таким вещам.

Уровень дифференцировки называется потентностью.
Самая первая клетка, получившаяся в результате слияния сперматазоида и яйцеклетки, может дифференциироваться во что угодно. В любую клетку будущего организма и в клетку плаценты. Это назвается тотипотентностью.

На уровень ниже находится плюрипотентность. Плюрипотентная клетка может стать любой клеткой организма, но не может стать клеткой плаценты.

И дальше вниз по склону дифференцировки есть еще всякие разные потентности, по мере которых клетки теряют возможности выбора, с еще более глупыми названиями, но мы обойдемся этими двумя.
Всего, как говорит википедия, разных типов клеток более 220.

Практически вся дифференцировка происходит на уровне развития эмбриона.
Почти все клетки развитого организма находятся на самом нижнем уровне дифференцировки и могут выполнять только одну единственную функцию.
Это здорово, потому как никто не обрадуется, если клетка желудка вдруг решит что она зуб и начнет вырабатывать эмаль внутри желудка. Ну или клетки мышц начнут расти не под поверхностью кожи, а над ней.

Небольшие исключения есть, например клетки из которых во взрослом организме производятся нейроны. Слышали что нервные клетки не восстанавливаются? Брехня. В организме есть чуть-чуть недифференциировавшихся окончательно клеток, из которых мы потом можем соорудить себе еще немножечко нейронов (будто бы это поможет).
Но эти исключения незначительны и не оказывают влияния на общую картину. Кроме стволовых клеток, они то как раз влияние оказывают.

Стволовые клетки
Стволовые клетки — это такие клетки, которые способны во первых не дифференцироваться сами, а во вторых производить недифференциировавшиеся клетки. Так как продукт стволовых клеток может превратиться много во что, они имеют омолаживающий и регенерационный потенциал.

В нормальном состоянии человек практически не имеет доступных стволовых клеток, все что есть — заняты производством крови и другими мелочами, а не вечной молодостью для своего носителя (есть мнение что старение вообще полезно для эволюции, но об этом в другой раз).

Поэтому для лечебных или косметических целей стволовые клетки отбирают у эмбрионов или пытаются получить другими способами. Поиск пути превращения клеток в стволовые — один из возможных путей к бессмертию.

Эпигенетика
Возникает вопрос. Если генетический материал внутри каждой клетки одинаков, как клетка решает какой именно кусок этого генетического материала исполнять? Как она запоминает? В книге ты можешь оставить закладку, с какого места начать читать, на сайте поставить ссылку. А в клетке то чего?

Клетка для этой цели использует эпигентику.
Вообще слово эпигенетика означает — все что не генетика. То есть информация, влияющая на развитие организма, но не содержащаяся в генах. Это в широком смысле слова. В узком же — это обычно говорят про метилирование ДНК и ацетилирование гистонов.
Оставим в покое эти страшные слова и зайдем с другой стороны.

Если взять и вытянуть ДНК в длину, мы получим примерно 13 сантиметров. Ну и в рамках обязательной в моих текстах шутки про член: средняя длина мужского члена 13 сантиметров. Совпадение? Не думаю.

Так вот. В каждом вшивом альвеолоците (клетка эпителия легких) внутри вас находится ДНК длиной в 13 сантиметров. Как она там помещается то?
Помещается она там потому, что очень-очень сильно скручена.

Скрученность дает компактность, но зато затрудняет доступ к внутренним областям. Не так легко добраться до той части нити, что внутри клубка.

Учитывая что для производства белков ДНК на производящем белок участке должна расплетаться, ситуация становится еще более запутанной.
К этому моменту мы еще вернемся.

Экспрессия и репрессия генов
Считывание определенного гена с ДНК в текущий момент называется экспрессией гена.
Способность к экспрессии в общих чертах зависит от того, находится этот ген внутри клубка ДНК или снаружи. Точнее регуляторные участки этого гена.
Иногда, даже несмотря на то, что регуляторные участки находятся на поверхности, на них навешиваются специальные "замки" затрудняющие доступ к этим участкам и таким образом подавляющие экспрессию гена. Это называется репрессией гена.

По большому счету функции клетки как раз и определяет совокупность экспрессированных и репрессированных генов. У клетки желудка репрессированы гены отвечающие за эмаль, у клетки зуба - отвечающие за желудочный сок. Так и живем путем сплошных репрессий. Либералам не понять нашего сложного внутреннего мира.

Снова эпигенетика
Вот это самое метилирование и ацетилирование в том числе затрудняет или облегчает доступ к определенным генам и таким образом влияет на функцию клетки и таким образом влияет на организм.
При этом ацетилирование и метилирование передается по наследству. Не так уверенно как ДНК, максимум на несколько поколений, но передается.
Во время второй мировой войны голодали не только ленинградцы, но и жители Голландии. Но при этом в Нидерландах очень хорошо поставлен учет.

И вот когда проанализировали зачатых в голодные годы, обнаружилось что они в среднем меньше весят чем обычно. Даже во взрослом возрасте. Ну в общем логично, че. Но при этом их дети, зачатые и родившиеся уже после войны в зажравшейся Гейропе тоже весили меньше чем положено.
То есть информация о том что еды мало и надо бы вырасти менее крупным, передалась через поколение минуя гены. Путем вот этих вот метилирований и ацетилирований. Хохма в том, что информация была уже не актуальной к тому времени. Слишком уж быстро все меняется в человеческом обществе. Так и ходят в эпоху макдаков голландцы, худенькие лишь потому что их бабушка голодала.

А какое отношение имеют голландцы к клонированию то? Куда тебя, писака, понесло то мысью по древу?
Дело в том, что дифференцировка задается тоже эпигенетическими методами и в дальнейшем сохраняется при делении клетки. Есть даже специальная процедура, которая сбрасывает эпигенетические метки в тех случаях, когда они мешают, например при образовании зиготы, которая должна быть тотипотентна.

Клонирование
Наконец-то добрались. Сейчас будем собирать наш паззл из кусочков.

Итак, половые клетки несут только половину генов родителя, а соматические клетки дифференциированы и могут производить только себе подобных, не имея таким образом возможности стать родоначальником нового организма.

Клонирование — это такая технология, которая позволяет обойти эти природные барьеры, и получить организм, имеющий 100% совпадение генов с организмом родителя.

Для этого берут ядро из соматической клетки, стирают с него эпигенетические метки отвечающие за дифференцировку, потом берут неоплодотворенную яйцеклетку другого организма, изымают из нее ядро и на его место помещают наше ядро из соматической клетки.

Яйцеклетка записывает необходимые эпигентические метки заново, и на выходе мы получаем оплодотворенную, тотипотентную клетку, имеющую геном на 100% идентичный геному родителя.

Нам осталось только внедрить эту яйцеклетку приемной матери, которая выносит и родит генетически чуждого себе ребенка.

Уффф, блин. Вроде все.

Теперь, когда вы, я надеюсь, понимаете как это происходит и что за этим стоит, можете задавать уже конкретные вопросы. Можно ли клонированием вывести супермена и почему не получится наклонировать себе армию идеальных солдат или эйнштейнов.

P.S. Текст из предыдущего блога, чуть-чуть уточненный.

P.P.S. И, несмотря на уточнения, здесь все равно еще есть вещи, которые могут вызвать зубовный скрежет у биологов. Ну и хрен с ними. Ответственно заявляю что все упрощения и натяжки в тексте не делают разницу для понимания концепции, а только лишь для ботанических ботаников. Но мы то нормальные пацаны.