Такое размножение называется вегетативным. Многие растения практикуют его и без помощи человека. Нередко оно встречается и у животных, правда, в основном у просто устроенных, состоящих из немногих типов тканей. Для одних — губок, полипов, плоских червей планарий — это обычный способ размножения, чередующийся с половым. Другие, например дождевые черви или морские звезды , по своей воле так не размножаются, но если их разрезать на куски, то каждый фрагмент может достроить себя до целого организма. Однако чем сложнее и совершеннее животное, тем меньше шансов обнаружить у него вегетативное размножение. В частности, ни один вид позвоночных к нему не приспособлен.
Главное событие митоза — неполового деления клетки — разделение генетического материала материнской клетки между двумя дочерними
Первые шаги
Даже самые сложные существа зарождаются в виде единственной клетки, из которой строится целый организм. И то, что невозможно во взрослом состоянии, оказывается обычным делом для эмбриона. Именно эту способность и использовал Ганс Дриш. В 1892 году знаменитый немецкий эмбриолог взял оплодотворенную яйцеклетку морского ежа и, после того как она первый раз поделилась, разъединил получившиеся клетки. Из каждой половинки развилась нормальная личинка, а затем и здоровый еж. Спустя девять лет другой ученый, Ганс Шпеман , проделал то же самое с яйцеклеткой позвоночного животного — лягушки. Несколько позже Шпеман извлек ядро одной из клеток 16-клеточного зародыша и пересадил его в яйцеклетку (собственное ядро которой было предварительно разрушено), и из нее опять-таки развился нормальный организм. Шпеман надеялся, что этот опыт удастся повторить и с ядрами клеток взрослого животного, но лабораторная техника того времени была слишком груба для такой работы.
Подобные эксперименты широко развернулись только в 50—60-е годы прошлого века. В 1952 году американцы Роберт Бригс и Томас Кинг пересадили в яйцеклетки ядра клеток зародыша на одной из ранних стадий развития и вырастили здоровых лягушек. Дальше началось настоящее соревнование: нужно было взять «донорские» ядра из как можно более зрелых клеток и подвести получившийся зародыш как можно ближе ко взрослому состоянию. Так к началу 1970-х годов английским исследователям удалось получить взрослых лягушек из яйцеклеток, в которые были пересажены ядра клеток кишечника головастика. И наоборот: если донорское ядро бралось из ткани взрослой лягушки, зародыш удавалось дорастить только до стадии головастика.
Хромосома состоит из двух симметричных половинок — хроматид, которые в процессе деления расходятся по разным клеткам, а затем достраивают недостающую часть
Не осталась в стороне от этой гонки и наша страна, правда, начав с фальстарта. В конце 1940-х годов советский эмбриолог Георгий Лопашов первым разработал метод пересадки ядер в яйцеклетку лягушки. Статья была сдана в журнал в июне 1948 года, но света не увидела: грянула печально известная сессия ВАСХНИЛ, на много лет пресекшая все сколько-нибудь серьезные исследования в экспериментальной биологии. Бригсу и Кингу пришлось заново раскрывать секреты, уже раскрытые Лопашовым. Тем не менее и в последующие десятилетия наши ученые участвовали в работах по клонированию. Так, в 1987 году коллектив во главе с профессором Левоном Чайлахяном успешно клонировал лабораторную мышь. Правда, ядра были взяты опять-таки из клеток зародыша очень ранних стадий развития.
Первоначально целью этих работ было выяснить, действительно ли в каждой клетке организма сохраняется вся генетическая информация, которая была в оплодотворенной яйцеклетке (зиготе). К 1970-м годам в этом уже никто не сомневался. И тем не менее получить полноценный взрослый организм из ядра зрелой клетки взрослого животного никак не удавалось. Особенно трудно продвигались работы по клонированию млекопитающих.
Партитура для генов
Причины этих неудач отчасти выяснились, когда ученые узнали некоторую информацию о том, как работают гены в развивающемся зародыше. Как известно, ген — это участок ДНК, в котором закодирована последовательность аминокислот в определенном белке. Специальные внутриклеточные структуры рибосомы, считывая этот код, синтезируют соответствующий белок. Но считать его прямо с гена они не могут, так как ген пребывает в ядре, где никаких рибосом нет. Для синтеза белка с гена снимается «рабочая копия» — информационная (она же матричная) РНК. Она выходит из ядра в цитоплазму, где служит основой для синтеза некоторого числа белковых молекул, а затем уничтожается специальными ферментами-нуклеазами. Каждая клетка организма (за немногими исключениями вроде эритроцитов, лишенных ядра) хранит все доставшиеся ему гены, но матричные РНК снимаются лишь с немногих — тех, чьи белки нужны в данный момент. Остальные гены «молчат».