Existen ţa umană între ştiinţă şi iubire

1. Existenţa umană între ştiinţă şi iubire

2. Argument • Existenţa umană înseamnă şi supravieţuirea speciei,prin urmaşi şi aici vorbim de strategii reproductive: - clonare - reproducere în vitro - reproducerea naturală • Strategii care implică ştiinţa şi iubirea Nr ore: 6

3. Dimensiunea multiperspectivă a temei Biologie : Noţiuni de genetică, anatomia omului Istorie: Evoluţia speciei,cronologia descoperirilor ştiinţifice Fizică : Utilizarea noilor tehnologii pentru supravieţuirea speciei Matematică: Studii statistice privind evoluţia demografică Psihologie: Argumente pro şi contra privind utilitatea şi utilizarea strategiilor reproductive moderne Religie: Tradiţie şi prezent, aspecte de etică şi de morală Arte: Frumuseţea corpului uman,Frumosul, Imaginea iubirii reflectate în creaţii artistice

4. Competenţe specifice • C1 Identificarea limbajului de specialitate şi a noţiunilor specifice domeniilor • C 2 Organizarea demersurilor de cunoaştere şi de explicare a unor evenimente, procese din viaţa reală prin folosirea conceptelor specifice • C3 Utilizarea şi construirea de modele pentru explicarea unor fenomene şi procese naturale sau tehnologice • C 4 Utilizarea TIC pentru identificarea descoperirilor de ultimă oră din domenii • C5. Realizare conexiuni între cunoştinţe dobândite şi dezvoltare personală

5. Resurse: • Pag web • Filme, documentare • Reviste, ziare, cărţi

6. Învăţarea anterioară: • Noţiuni generale referitoare la tema propusă Învăţarea din afara şcolii • Cunoştinţe dobândite în urma efectuării unor vizite la muzee, galerii de artă, spectacole, excursii. Învăţarea viitoare: • Să realizeze conexiuni între diferitele diciplinele studiate

7. Activităţi de predare - învăţare 1 Prezentarea generală a temei Metode: Expunere, conversaţia,Discutia,KWL 2. Formarea echipelor de elevi, transmiterea sarcinilor de lucru Metoda de lucru:RAFT, negocierea 3. Documentarea, lucrul în echipă. Metoda de lucru problematizarea, învăţarea prin descoperire, Comertul cu probleme,Mozaicul, utilizarea TIC 4. Realizarea proiectului Metoda proiectului, utilizarea TIC 5. Monitorizarea pe parcurs 6. Concurs de proiecte - prezentarea produselor. Juriu, criterii de evaluare, premii, sponsori

8. Anexe:

9. Clonarea Prezentare

10. Introducere Desi practica clonarii organismelor este raspindita de citeva sute de ani in horticultura, recentele descoperiri tehnologice care au permis si clonarea animala sunt extrem de controversate. S-au desfasurat multiple programe pro si contra clonarii umane. Unele grupari se opun clonarii terapeutice, dar cele mai multe organizatii religioase, guvernamentale si stiintifice se opun clonarii reproductive. Unele persoane considera non-etic folosirea unei clone umane pentru a salva viata cuiva. Biserica Catolica si multe organizatii religioase se opun tuturor formelor de clonare, deoarece viata incepe cu conceptia. Iudaismul nu considera viata incepind o data cu conceptia si au unele intrebari in legatura cu clonarea. Ortodoxismul nu se opune ferm clonarii.

11. Ce este clonarea? Clonarea reprezinta procesul de a creea o copie identica genetic a unui original. Clona in sensul biologic reprezinta un organism multicelular care poseda exact aceleasi gene cu un alt organism viu. In natura acest lucru este posibil doar accidental la gemenii monozigoti-care s-au dezvoltat prin fertilizarea unui singur ovul de catre un singur spermatozoid si din motive inca necunoscuta zigotul format (oul fertilizat) s-a divizat in doi zigoti. In biologie clonarea este procesul de producere a populatiilor formate din indivizi identici genetic similara cu inmultirea asexuata a bacteriilor, insectelor sau plantelor. In biotehnologie clonarea se refera la procesele folosite pentru a creea copii ale fragmentelor de ADN (clonarea moleculara), ale celulelor (clonarea celulara) sau organismelor.

12. ADN-ul uman-lantul vietii Pentru a intelege mai bine ce este clonarea trebuie cunoscuta structura si insemnatatea ADN-ului. ADN-ul este molecula fundamentala a vietii care codifica toate mecanismele din corpul uman. El este alcatuit din doua lanturi de nucleotide unite intre ele prin niste molecule-baze azotate. Principalele roluri ale ADN-ului sunt acelea de a stoca o cantitate mare de informatii, pe care le exprima prin sinteza de proteine si de a se autoreplica, rezultind doua molecule de ADN, deci de a transmite informatia de la o generatie la alta (dintro celula vor rezulta doua celule) . Gena este o secventa, un fragment din molecula de ADN care determina un anumit caracter.

13. Ce este clonarea umana? Clonarea umana reprezinta creearea unei copii genetice a unui om care exista deja. Termenul este folosit pentru clonarea umana artificiala, facuta in laborator si nu cea naturala –gemenii, tripletii monozigoti. Clonarea presupune lipsa aportului genetic masculin la conceptie. Clona poate apartine genetic unui barbat sau unei femei in viata. Contactul sexual dintre cele doua sexe nu mai este necesar. Fertilizarea nu mai este facuta de catre un spermatozoid. Pentru clonare poate fi folosita orice celula adulta din corpul uman. Este necesar un ovul de la care s-a inlaturat nucleul si in care se introduce nucleul unei celule adulte din corpul uman, alta decit un ovul. Prin anumite tehnici care se vor aplica ovulului acum fertilizat acesta va incepe sa se divida precum intro conceptie normala cu un spermatozoid. Zigotul nou format va fi implantat in uterul unei mame purtatoare. Clona sau copia genetica care se va naste va prezenta fenotipul (aspectul fizic, caracteristicele comportamentale, fiziologice si biochimice) precum si genotipul (totalitatea factorilor ereditari-genele) celui care a donat celula adulta si nu a donatoarei ovului sau a mamei purtatoare.

14. Avind in vedere ca toate celulele corpului uman, indiferent de localizare anatomica si functie indeplinita poseda acelasi ADN, poate fi folosita orice celula pentru clonare. Totusi functia distincta a celulei prelevate va fi inhibata de catre ovul care va reprograma ADN-ul celulei pentru a se divide ca un zigot (ou fecundat) . Toate aceste procese au loc fara prezenta unui spermatozoid, in laborator pe o placa de sticla, sub microscop si nu in uterul mamei. Aceasta este clonarea umana reproductiva din care vor rezulta nou-nascuti identici cu donatorul. Clona va avea doar un singur parinte genetic-donatorul de celula. Acesta poate fi considerat fratele geaman identic al donatorului, dar mai tinar.

15. De ce este importanta clonarea? Scopul acestor cercetari nu este de a obtine copii ale unor animale deja existente ci folosirea acestora drept modele expermentale in vederea rezolvarii unor boli umane, pentru obtinerea unor celule stem sau a unor substante terapeutice. O alta explicatie terapeutica ar putea fi modificarea genetica a unor animale pentru ca organele lor sa poate fi tolerate de sistemul imun si transplantate la om. Astfel clonarea la om reprezinta o modalitate de control si tratament al bolilor. Exista si voci care se opun clonarii umane din motive de ordin etic. In timp s-au deosebit clonarea reproductiva (producerea unui embrion uman cu scopul de a se initia o sarcina si de a se naste un copil) de clonarea terapeutica prin care se urmareste obtinerea unor celule stem (susa) pluripotente care au potentialul de a produce celule sau tesuturi normale, utile pentru inlocuirea celor distruse prin boli.

16. Tipuri de clonare

17. Clonarea embrionara Clonarea embrionara reprezinta o tehnica medicala care produce gemeni monozigoti (identici) sau tripleti. Aceasta duplica procesul pe care natura il foloseste pentru a produce gemeni sau tripleti. Una sau mai multe celule sunt inlaturate din embrionul fertilizat si incurajate sa se dezvolta in embrioni duplicati. Astfel se formeaza gemeni sau tripleti cu ADN identic. Aceasta tehnica a fost aplicata de multi ani pentru animale, dar doar expermental pentru oameni. Clonarea este producerea uneia sau a mai multor plante sau animale care sunt genetic identice. Clonarea embrionara poate fi denumita mai corect „ingemanare artificiala”, deoarece simuleaza mecanismul prin care se dezvolta natural gemenii. Implica inlaturarea uneia sau a mai multor celule dintrun embrion si incurajarea acestora in dezvoltarea intrun alt embrion separat cu acelasi ADN ca si originalul. Natura insasi este cel mai mare agent de clonare. La una din 75 de conceptii ovulul fertilizat se divide din motive necunoscute si produce gemeni monozigoti. Fiecare are o harta genetica identica cu a celuilalt. In clonare aceiasi operatiune este facuta intentionat in laborator. Clonarea embrionului uman incepe cu o fertilizare in vitro standard. Sperma si un ovul sunt amestecate pe un disc de sticla. Dupa conceptie zigotul (ovulul fertilizat) se transforma in blastula (o masa ce celule cu forma cunui disc convex) . Zigotul se divide mai intii in doua celule, apoi in patru, opt... se adauga o substanta chimica pe disc pentru a inlatura zona pellucida. Acest materail aduce nutrienti celulelor si promoveaza diviziunea celulara. O data ce a fost inlaturata, blastula este divizata in celule individuale care sunt depozitate pe discuri distincte de sticla. Sunt acoperite cu o zona pellucida artificiala si li se permite sa se dezvolte si divida in continuare. Cele mai bune rezultate sunt aduse daca zigotului ii este permisa diviziunea pina in stadiul de doua celule. Multi dintre acesti zigoti artificiali se pot divide pina la 32 de stadii, dar sunt opriti intrun punct al diviziunii. Poseda si capacitatea de a deveni adevarati fetusi cu exceptia ca ovulul original era defectiv si ar fi murit oricum. Din motive etice cercetatorii au selectat embrioni care nu se puteau matura in fetusi pentru a deveni nou-nascuti.

18. Istoria clonarii embrionare Clonarea embrionara a fost folosita la soareci inca din 1970, iar in imperecherea animalelor din 1980. Totusi experimentele pe oameni au fost restrictionate de Statele Unite si alte citeva tari. Prima clonare embrionara a fost efectuata de catre Robert J. Stillman si echipa sa la Centrul Medical din George Washington D. C. acestia au luat 17 embrioni umani cu defecte genetice derivati dintrun ovul fertilizat de doi spermatozoizi. Aceasta fertilizare a determinat aparitia a doua seturi de cromozomi care nu erau compatibili cu supravietuirea. Institutul National Federal al Sanatatii din America a decsris limitarea utilizarii embrionilor in experimente. Se vor folosi aceia care s-au dezvoltat intro procedura de fertilizare efectuata pentru a ajuta cuplurile in conceptie. In general sunt fertilizati 20-24 de ovule in aceste proceduri. Doar trei sau patru sunt implantate la femeie. Extra zigotii sunt aruncati sau inghetati pentru a fi utilizati in viitor. Noii embrioni trebuie pregatiti si folositi pentru o cercetare absolut necesara. Se recomanda ca orice studiu sa fie incetat pina la a 14-cea zi de la conceptie. Unele experimente pot fi prelungite pina la ziua 18, dar nu mai mult. La aceasta virsta gestationala incepe inchiderea tubului neural si incepe dezvoltarea sistemului nervos.

19. Clonarea ADN-ului adult (clonarea reproductiva) Aceasta tehnica intentioneaza sa produca duplicate ale unui animal existent. A fost folosita pentru a clona oi si alte mamifere. ADN-ul dintrun ovul este inlaturat si inlocuit cu ADN-ul matur dintro celula adulta. Apoi ovulul fertilizat denumit acum pre-ambrion este implantat in uter si permite dezvoltarea unui nou animal. Cu exceptia spermatozoidului si a ovului, fiecare celula din corp contine intreg materialul genetic necesar teoretic pentru a creea o clona exacta a corpului original in ADN-ul sau. Aceste celule insa sunt programate genetic pentru a indepli alte functii. In cazul oii Dolly a fost prelevata o celula din tesutul mamar a unei oii de 6 ani, matura. ADN-ul acesteia a fost pus in fuziune cu ovului oii de la care i sa inlaturat nucleul. Celula fetilizata a fost stimulata cu un impuls electric. Au fost 277 de incercari pe tot atitea celule fertilizate, dar doar 29 au inceput sa se divida. Acestea au fost implantate in uter. 13 oi au devenit gestante, dar s-a nascut doar un singur miel-Dolly. Experimente initiale pe soareci au esuat. O speculatie a fost ce aconform careia ADN-ul nu poate fi folosit de catre celula decit dupa ce a efectuat 3-4 diviziuni celulare. Astfel dindu-i ovulului suficient timp pentru a reprograma forma de ADN originala cu functii mamare in un cu functii de zigot. Cercetatorii s-au intrebat daca Dolly va fi fertila, deoarece unele broaste care au fost clonate au fost infertile. De asemenea celulele poseda un ceas biologic care le determina apoptoza programata dupa un anumit ciclu de viata. O data ce Dolly a fost conceputa dintro celula de 6 ani virsta, speranta ei de viata poate fi redusa de la 11 la doar 5 ani. Astazi totusi Dolly are 5 ani si continua sa aibe o viata normala.

20. Istoria clonarii folosind ADN adult In 1995 clonarea cu ADN adult era considerata imposibila la toate mamiferele, pina cind a fost reusita de catre un cercetator in 1996 iulie-Dr. Ian Wilmut de la Institutul Roslin din Scotia. Noutatea a fost data presei in 1997-februarie 23. Dolly a fost aratata presei ca fiinf primul animal adult clonat folosind ADN adult de la un alt animal. De la conceptia lui Dolly Institutul a mai clonat cu succes alte 7 oi. Tehnica dezvoltata de acestia poate fi aplicata si altor mamifere, posibil oamenilor. In 1997 martie 4, ca reactie la oaia Dolly presedintele Clinton a interzis fondurile federale pentru clonarea umana in USA. In 1998 22 iulie Dr. Ryuzo Yanagimachi de la Universitatea din Hawai a anuntat clonarea unui soarece. Cercetatorii japonezi de la Universitatea Kinki din Nara au clonat 8 vitei dintro singura vaca adulta. Au folosit tehnici similare celor de la Dolly. 4 vitei au murit la scurt timp de la nastere. In 1998 14 decembrie cercetatorii de la Clinica de Infertilitate Universitatea Kyeonghee din Corea anunta ca au clonat cu succes un om. Scopul nu a fost acela de a clona oameni ci de a clona organe identice pentru transplant genetic. Nu au implantat morula intrun uter uman datorita considerentelor etice. Aceasta a fost distrusa. Pina la sfirsitul anului 2000, 8 specii de mamifere au fost clonate, incluzind soareci, vaci, oi, maimute Rhesus, capre, porci si sobolani. Din 2001 august exista doua clinici care au publicat proiecte de clonare umana. Doctorul Panayiotis de la Institutul de Andrologie din Lexington si doctorul Severino Antiori din Roma au anuntat ca doresc sa continue cu clonarea umana. Teoria curenta este ca clonarea produce greseli accidentale in expresia genelor individuale. Oul trebuie sa-si reprogrameze genele in minute sau ore in timpul procesului de clonare. Ovulul normal necesita ani pentru a se dezvolta in ovare. Se pare ca rata rapida de reprogramare produce erori aleative in ADN-ul clonei.

21. Clonarea terapeutica (clonarea biochimica) Este o procedura ale carei stadii initiale sunt identice cu clonarea de ADN adult. Totusi celulele stem sunt prelevate de pe embrioni pentru a produce tesuturi sau un intreg organ pentru transplantul inapoi a persoana care a donat ADN-ul. Pre-embrionul folosit moare in acest proces. Scopul acestei clonari terapeutice este de a produce copii sanatoase ale organelor si tesuturilor unei persoane bolnave. Astfel nu vor mai exista liste de asteptare pentru transplanturi de organe. Bolnavul nu va mai necesita terapia cu imunosupresante indicata pentru tot restul vietii. Nu vor mai exista rejecturi de organe.

22. Tehnica clonarii terapeutice cuprinde: -inlaturarea ADN-ului unui ovul, transformindu-l intro fabrica de creeare a pre-embrionilor -inlaturarea ADN-ului unei celule a corpului alta decit ovul si introducerea acestuia in ovul -plasarea uni soc electric pentru a induce procesul de formare a pre-embrionilor -pre-embionului ii este permisa dezvoltarea si producerea de celule stem -pre-embrionul nu este implantat in uter -celulele stem sunt prelevate din pre-embrion determinind moartea acestuia -celulele stem vor fi incurajate intrun tesut sau organ specific la dorinta cercetatorului. Celulele stem reprezinta o forma unica de celule care se pot transforma teoretic in orice organ sau tesut din corp. Sursa celulelor stem pote fi:-embrioni creati prin tratamente de fertilizare, acestia sunt inghetati pentru a servi la o lata sarcina in viitor -embrioni creati pentru acest scop in laboratoare prin fertilizare manuala dintre un ovul si un spermatozoid -prelevare de celule stem de la fetusii avortati. Inconvenientul acestor surse este ADN-ul strain care nu se potriveste cu cel al organului primitor al bolnavului. Pacientul va necesita terapie anti-rejectie pentru toata viata si poate suferii rejectia oricind.

23. Exista alte patru surse care pot produce organe care sa se potriveasca perfect cu ADN-ul primitorului: -prin reinlocuire nucleara celulara, nucleul dintrun ovul este inlaturat si inlocuit cu nucleul unei celule adulte de la pacient -din maduva osoasa si alte tesuturi adulte -din celule adulte care sunt programate sa se comporte ca celule stem, mecanism pur speculativ la acest moment -din singele colectat din cordonul ombilical la nasterea unui copil si depozitarea lui.

24. Tipuri de celule stem Celulele stem embrionare. Acestea sunt pluripotente, adica au potentialul de a se dezvolta in orice tip din cele 229 de tipuri de celule umane (celule sanguine, cardiace, osoase, musculare etc) . Acestea pot fi obtinute doar de la embrioni. O data ce aceste celule sunt prelevate de la embrion, embrionul nu mai poate sustine o arcina si transforma intrun fetus. Celulele stem adulte. Aceste celule pot fi prelevate de la nou-nascuti. Totusi acestea au inceput deja sa se specializeze si nu poseda acelasi nivel de flexibilitate precum cele embrionare. Au o utilitate limitata. Celulele stem amniotice/placentare. In 2005 cercetatorii de la Universitatea din Pittsburgh descopera ca celule stem similare celor embrionare pot fi obtinute din placenta. Fiecare placenta contine 300 milioane de celule amniotice epiteliale care pot fi extinse la 10-60 de bilioane de celule. Un studiu din 2007 arata ca aceste celule par sa combine cele mai bune caracteristici ale celulelor stem embrionare si adulte: -nu necesita distrugerea unui embrion -le poate fi indusa dezvoltarea intro larga varietate de tipuri celulare -sunt mult mai usor de obtinut. Isi dubleaza numarul la fiecare 36 de ore. Se divid de cel putin 250 de ori fara mutatii si fara a forma tumori. Au fost transformate in muschi, os, celule sanguine, cord, grasime, nervi si ficat la soarecii de laborator. Fata de celulele embrionare nu se pot reporduce la infinit.