Sono molte le cause che hanno portato allo sviluppo
dell'ingegneria genetica, e tra le quali abbiamo la determinazione della
struttura del DNA, la decodificazione di particolari enzimi di restrizione
che permettono di intervenire sul DNA, e
la possibilità di costruire molecole di DNA biologicamente attive, che possono
essere introdotte nelle cellule germinali 121c21b di differenti organismi viventi.
In campo animale, l'ingegneria genetica e le sue
biotecnologie sono state identificate come una possibile soluzione ai vari
vincoli biologici naturali che limitano il progresso del miglioramento delle
popolazioni.
Come ad esempio, al rapporto bilanciato dei sessi,
mentre invece sarebbe nell'interesse dell'allevatore che nel proprio
allevamento, secondo la specie e l'orientamento produttivo, nascessero più
femmine o più maschi.
Le applicazioni biotecnologiche molecolari sono rivolte a una più
approfondita conoscenza dei principali fattori dell'eredità (cromosomi, geni) e
delle loro funzioni nella variabilità genetica che si verifica nel
proseguo delle generazioni.
Le manipolazioni
biotecnologiche molecolari
effettuate hanno dato notevoli risultati sulla:
-
determinazione del sesso di cui
sono portatori i nemaspermi;
-
determinazione del sesso degli
embrioni destinati al trapianto;
-
determinazione della paternità
e/o maternità di un individuo;
-
sul controllo del menoma dei
riproduttori e/o "portatori sani" per l'individuazione della
eventuale presenza di geni di malattie ereditarie.
Gli studi approfonditi effetuati sul genoma, hanno
permesso di definire che nel cromosoma (grazie alla mappa genetica di
questo), si trovano dei cosiddetti "marcatori", che possono essere i geni stessi o una
semplice sequenza di nucleotidi; sequenza che, per sua natura, è neutra, cioè
non esercita alcun effetto sul fenotipo degli animali. Se i marcatori sono
posti nelle vicinanze di geni "importanti", cioè portatori del
carattere che interessa, gli stessi marcatori diventano, essendo facilmente
individuabili, i segna posto di questi geni.
Presa coscienza molto profondo di questo, è
possibile effettuare la micromanipolazione
dei crosomi e la modificazione, la sottrazione, l'aggiunta o lo
spostamento dei geni presenti nel cromosoma stesso, applicando la tecnica del DNA
ricombinante, la quale consente il trasferimento di singoli e
preselezionati geni tra organismi della stessa specie, attraverso l'utilizzo di
enzimi di restrizione, capaci di
frammentare il DNA in corrispondenza di specifiche sequenze nucleotidiche.
Tutto questo senza degradare i pezzi di DNA che si
vengono a creare e permettendo anche di modificare un gene a volontà.
Quindi questa micromanipolazione rappresenta un
potente mezzo per migliorare il genotipo degli animali e per
"indirizzare" le loro performance:
-
sia direttamente, con l'introduzione
di specifici geni capaci di indurre "particolari"produzioni;
-
sia indirettamente, individuando
i gameti dotati di caratteri che si vanno ricercando e dando modo di eliminare
quelli che sono portatori di caratteri indesiderati.
Mappaggio di un genoma
Per quanto riguarda le
biotecnologie riproduttive, che sono quelle legate alla sfera riproduttiva,
abbiamo diverse tecniche come:
-
fecondazione in
vitro;
-
duplicazione
(splitting) degli embrioni;
-
il trapianto
nucleare;
-
la clonazione;
-
l'Ovum pick up
OPV;
La fecondazione in vitro consiste
nel prelievo da una donatrice di un ovulo maturo (non ancora fecondato) e della
sua fecondazione con seme fresco o congelato, rendendolo atto al trasferimento
nell'utero di una ricevente.
Lo Splitting si attua negli embrioni (allo stadio di 4-9 giorni) in
modo da dividerli in due parti e attivare lo sviluppo di distinti embrioni
(uguali) che potranno essere trapiantati negli uteri di differenti riceventi
dando origine a soggetti identici.
Con il Trapianto nucleare si può
sostituire il nucleo di un ovulo maturo (aploide) di una femmina , con il
nucleo (diploide) prelevato da un embrione derivante da un altro soggetto.
Le diverse fasi della tecnica di trasferimento nucleare
Per quanto riguarda la clonazione, abbiamo quella da cellule germinali e quella da cellule somatiche.
Con la clonazione da cellule germinali, per ottenere vitelli cloni,
tutti simili tra loro, ma non simili alla madre, viene fecondato in provetta un
ovulo maturo di vacca con lo spermatozoo di un toro.
Nel momento in cui la divisione dell'ovulo
raggiunge un determinato stadio, le cellule indifferenziate che lo compongono
vengono separate.
Esse sono "totipotenti", cioè non ancora
specializzate a svolgere una determinata funzione, ma
Ognuna
di esse è in grado di generare
un individuo completo.
Dalle stesse vengono "estratti" i nuclei
che vengono impiantati in ovuli non fecondati, prelevati da altre vacche e
privati dei rispettivi nuclei.
Gli stessi ovuli vengono fatti sviluppare in vitro
fino a quando hanno raggiunto lo stadio di 80-100 cellule, e, quindi,
impiantatinell'tero di vacche riceventi.
Qui affianco si può notare la formazione
dell'ovulo e i suoi vari stadi dopo la fecondazione.
Per quanto riguarda la clonazione da cellula somatica,
consiste nel rimuovere il nucleo da una cellula somatica di un adulto per
trasfeirlo nella cellula uovo di una femmina della stessa specie, non fecondato
e privato del proprio nucleo.
Il citoplasma di quest'ovulo permetterà lo
sviluppo, così come avrebbe fatto l'ovulo se fosse stato fecondato,
determinando però un individuo del tutto simile al soggetto da cui proviene il
nucleo trasferito.
E'il caso di
Dolly, la
famosa pecora clonata,
nata il 5 luglio 1996 a seguito dell'esperimento condotto dal biologo Ian
Wilmut del Roslin Institute di Edinburgo:
clonata a partire da una cellula non sessuale,
fondendo una cellula somatica (prelevata dall'apparato mammario di una
pecora) con un ovulo non fecondato, privato del proprio nucleo, prelevato da una seconda pecora.
Lo stesso ovulo, portato a un determinato stadio di
divisione è stato impiantato in una terza pecora "ricevente" dalla
quale è nata Dolly:un soggetto femmina, che è la copia autentica della
"donatrice" da cui è pervenuta la cellula somatica.
Gli animali
clonati hanno lo stesso patrimonio genetico dell'animale da
cui provengono; essi non sono solo identici sul piano fisico a lui, ma avranno
molte altre caratteristiche simili a lui.
Però L'ambiente
in cui vivranno potrà influenzare il loro sviluppo e modificare alcune
caratteristiche.
Clonare significa replicare esattamente un
individuo.
L'Ovum pick
up (prelievo di ovociti) e orientato verso la scelta di
"donatrici" prepuberi in quanto così facendo si riducono gli
intervalli generazionali, e si accelera notevolmente il miglioramento genetico.
In pratica, da manzette dai 3 agli 8 mesi di età
sono prelevati degli ovociti che, fecondati in vitro con seme di tori provati,
sono disponibili per l'embryo transfer su vacche "riceventi" che
porteranno a termine la gestazione.
Con questo metodo, da un solo soggetto si possono
ottenere oltre un centinaio di embrioni all'anno.
Benedetto
Coccellato 4-B
