Klon

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Kloning ( gammel kl. ,' Λών klon , gren ', frøplante ') beskriver oprettelsen af ​​et eller flere genetisk identiske individer af levende væsener. Hele det genetisk identiske afkom omtales som en klon i hele organismer såvel som celler . At lave identiske kopier af et DNA er derimod kendt som kloning .

Forklaring

Alle planter har mulighed for naturlig kloning.

I zoologi og botanik på den ene side og reproduktiv medicin og cellebiologi på den anden side omtales forskellige udtryk som kloning. For eksempel forstår zoologi og botanik kloning som den delvis naturlige og delvis kunstige fremkomst af nye, nedarvede afkom fra større væv eller organenheder i en organisme. Encellede dyr, for eksempel amøber og paramecia , nogle lavere dyr , for eksempel polypper , alle bakterier og alle planter har naturligvis mulighed for at klone for aseksuelle, dvs. vegetative, reproduktion - kloning yder et væsentligt bidrag til reproduktionen af ​​disse organismer. Hos højere dyr er vegetativ reproduktion ikke længere mulig på grund af den voksende kompleksitet (dvs. stigningen i antallet af celler, den permanente og stort set irreversible differentiering af celler og dannelsen af ​​organer fra væv) og den udelukkende heterotrofiske diæt. Hos padder kan tabte ekstremiteter under visse omstændigheder regenerere fuldstændigt, men væksten af ​​et komplet individ fra en ekstremitet, for eksempel et ben, er umulig.

Identiske tvillinger danner en naturlig klon.

I modsætning hertil er kloning i snæver forstand inden for reproduktiv medicin og cellebiologi den kunstige dannelse af en komplet organisme eller væsentlige dele af den, baseret på genetisk information ( DNA ) taget fra en allerede eksisterende organisme. I et mellemtrin er ekstraktion eller generering af totipotente celler og en begrænsende fortyndingskloning nødvendig, sædvanligvis embryonale stamceller . I alle tilfælde kan en ontogenese (udvikling) initieres på denne måde, hvilket fører til et nyt, genetisk identisk individ, hvorved en klon dannes sammen med donorindividet. Den normalt nødvendige befrugtningsproces (befrugtning), hvor to haploide ("halve") genomer af to individer kombineres til et nyt diploid kromosomsæt ( seksuel reproduktion ), undgås.

I højere organismer er alle celler strengt taget kloner af den befrugtede ægcelle ( zygote ) på trods af deres forskellige funktioner. Kloning ( vegetativ reproduktion ) er derfor en forudsætning for dannelse, integritet og funktion af en flercellet organisme, hvor alle celler bærer det samme genetiske materiale.

Den naturlige modstykke til kunstig kloning er oprettelsen af ​​enæggede tvillinger ved at opdele zygoten og den separate udvikling af "datter -zygoterne" i uafhængige embryoner.

Kloningsteknikker

I landbruget

I landbruget har aseksuel, dvs. vegetativ, reproduktion, kloning af dyrkede planter en meget lang tradition. Dette er for at sikre, at genomet af dyrkede planter, som normalt opnås ved avl og har visse genetisk bestemte egenskaber, ikke ændres ved reproduktion. For eksempel er nye kartoffelplanter , der stammer fra knolde , kloner, ligesom alle løgplanter eller jordbærplanter , der er opnået fra stiklinger . Hele vindyrkning er baseret på stiklinger , og druesorter er kloner i biologisk forstand. Det samme gælder for alle æblesorter og de fleste andre frugttyper , der formeres vegetativt ved plantetransplantation . [1]

For flerårige afgrøder, såsom vinstokke, markedsføres for det meste klon-rent plantemateriale, det vil sige, at alle vinstokke af en bestemt klon kommer fra en enlig moderplante. Dette sikrer, at hele bestanden inden for en kultur, såsom en vingård, er så homogen som muligt. Dyrkning udelukkende til klon er undertiden forbundet med ensartede vine, hvorfor nogle vinproducenter nu planter klonblandinger, dvs. forskellige klonoprindelser, for eksempel af Riesling-sorten.

Inden for cellebiologi og reproduktiv medicin

Nucleus Transfer Cloning

I embryoner af højere organismer er en af ​​måderne at lave kloner på at tage celler før 8-celletrinnet. Teoretisk set er produktionen af ​​otte genetisk identiske organismer, der tilsammen danner en klon, mulig ved denne metode.

Kloningsmetoden, der bruges i dag, er baseret på den naturlige udvikling af en ny organisme efter kerneoverførsel af det genetiske materiale til en normal ægcelle. Indtil videre er der ingen metode til at producere et nyt, identisk, voksent dyr fra et voksent dyr.

For en kerneoverførsel fjernes en celle fra organismen, der skal klones, og cellekernen isoleres fra den. Denne kerne indsættes i en ubefrugtet ægcelle, hvis kerne er blevet fjernet. For at stimulere det naturlige program for videre udvikling udsættes ægcellen for enten et elektrisk stød eller en kemisk stimulus.

Afhængigt af typen af ​​yderligere brug håndteres cellen nu anderledes, se de relevante afsnit.

Da æggecellens mitokondrier , som har deres egen genetiske information, ikke udveksles under denne proces, resulterer denne metode ikke i en genetisk identisk klon, medmindre æggecellen kommer fra selve kildeorganismen. Ellers vil klonen i cellekerne bærer den genetiske information fra kildeorganismen, men i mitokondrierne den (mitokondrielle) genetiske information om organismen, som æggecellen stammer fra.

Terapeutisk kloning

Ved terapeutisk kloning ødelægges embryoet efter et par celledelinger, og de enkelte celler bringes til yderligere vækst i en kultur . Ved hjælp af passende kemiske og biologiske stimuli ( vækstfaktorer ) kan enhver form for væv, måske endda hele organer, dyrkes fra disse stamceller, eller stamcellerne kan indføres direkte i patientens krop. I januar 2008 rapporterede en amerikansk forskningsgruppe i en specialartikel, at det var lykkedes dem at klone humane celler for første gang. Ifølge artiklen udviklede blastocysterne op til den 4. dag efter cellekernens overførsel. [2]

Fordelen ved disse klonede embryonale stamceller i forhold til voksne pluripotente stamceller er på den ene side den (aktuelt) større variation af dyrkbare vævstyper og på den anden side sammenlignet med fremmede allerede eksisterende embryonale stamceller (f.eks. Fra overskud) embryoner fra IVF -eksperimenter) i den stort set komplette genetiske identitet af disse stamceller med patienten (kun mitokondriernes genom (ca. 0,002% af det totale genom) svarer ikke til patientens genom i tilfælde af et æg donation fra en anden person). En immunologisk forsvarsreaktion af modtagerlegemet er således stort set udelukket. Farer som udvikling af tumorer ( kræft ) fra disse stamceller kan endnu ikke vurderes og skulle afklares, før denne metode anvendes på mennesker.

Reproduktiv kloning

Ved reproduktiv kloning bringes embryoet til udtryk af en surrogatmor . Kerneoverførselsmetoden har været en succes hos mange pattedyr.

dyr
Fåret Dolly var det første klonede pattedyr (vist her i Royal Museum of Scotland).

Hos dyr har kloning allerede været en succes [3] hos tamfår ( Dolly , juli 1996), hos husmus ( Cumulina , december 1997), hos husdyr (juli 1998), hos tamme (oktober 1998), hos tamsvin (Marts 2000), Mouflon (juli 2000), Gaur (januar 2001) og tamkaniner (maj 2001), hos huskatte ( CC , december 2001) og brune rotter (november 2002), hos muldyr (maj 2003) og tamheste ( Prometea , maj 2003), i den afrikanske vildkat (august 2003), den røde hjorte (marts 2004), ilder (marts 2004), vandbøfler (marts 2005), [4] hunde ( Snuppy april 2005) og ulv (Oktober 2005). I 2007 klonede stamcelleforskere en rhesusaber for første gang, [5] (to klonede langhale makak fulgte i 2017 [6] ), og i 2009 meddelte forskere fra Dubai , at de havde klonet en dromedar ( Injaz ). [7] I dag er især avlsheste med høje sportssucceser allerede klonet i større skala. I 2008 blev syv klonede narkotikaopdagelseshunde født i Sydkorea, som ifølge de sydkoreanske toldmyndigheders håb ville være lige så vellykket som originalen, en Golden Retriever ved navn "Chase".

I august 2020 blev et Przewalski -føl født af en husholdningshest i Texas , som var blevet klonet på basis af DNA'et fra en mandlig Przewalski -hest, hvis celler var blevet frosset 40 år tidligere. Ifølge San Diego Zoo , takket være hvis San Diego Zoo Global Frozen Zoo -projekt cellerne var blevet sikret, var det verdens første vellykkede klonede Przewalski -hest. På samme tid blev genvarianter, der tidligere ikke længere var til stede i levende dyr, genoplivet i føllets celler. [8.]

I december 2020 blev en hun -sortfodet elg ved navn Elizabeth Ann født baseret på DNA'et fra en hun ved navn Willa, der døde i 1988. Alle sortfodsfusser, der lever i dag, stammer fra syv overlevende dyr fra begyndelsen af ​​1980'erne, hvor genpuljen ikke var så udtømt som i den nuværende befolkning. [9] [10]

Udbyttet, dvs. antallet af organismer, der faktisk blev udviklet i forhold til det samlede antal celler, der blev udsat for kerneoverførslen, var oprindeligt meget lavt. Kun et par promille til procent af ægcellerne, der produceres på denne måde, udviklede sig til embryoner og fostre og blev født sunde. Epigenetiske fænomener ( påtryk ) blev antaget at være årsagen til den høje fejlrate.

Kloningsteknikken, som har været brugt siden 1990'erne, muliggør især en ensartet formering af dyrkede planter og dyr, der anses for nyttige, uden at skulle acceptere variationen i alle tidligere avlsmetoder .

Siden 2014 er transgene grise blevet klonet som forsøgsdyr for medicinalindustrien. Disse dyrs DNA er blevet modificeret på en sådan måde, at dyrene er særligt modtagelige for visse sygdomme, såsom Alzheimers og er egnede til test af lægemidler. Kloningssuccesraten er 70-80%. [11]

Mennesker

I 2006 rapporterede Panayiotos Zavos og Karl Illmensee i Andrology Archives, at de havde overført det genetiske materiale fra en ufrugtbar mands kropsceller til 16 ægceller (13 koægceller og 3 fra hans kone) for første gang i USA. Ud over syv af ko -cellerne udviklede et embryo sig også fra en af ​​de menneskelige ægceller. Den ene blev placeret i en livmoder, men det resulterede ikke i en graviditet. [12]

I 2008 implanterede den amerikanske fertilitetsspecialist Samuel H. Wood sine egne hudceller i embryoner, men ødelagde dem efterfølgende. Selvom pluripotensen af ​​disse celler ikke er blevet undersøgt, anses han for at være det første menneske, der kloner. I 2013 blev pluripotente humane stamceller opnået fra donorcellerne børns og, hjerte, lever og nerveceller til specialiserede celler i pancreas såvel som blod ved kerneoverførsel udviklet . [13] I 2014 blev en cellekerneoverførsel med humane cellekerner udført for voksne for første gang. [14]

Juridisk situation

I øjeblikket er der bred enighed rundt om i verden om, at reproduktiv kloning bør være forbudt og forbudt. På den anden side er der en bitter strid om, hvorvidt terapeutisk kloning kan accepteres, som endda er blevet bekæmpet før FN. Der var det juridiske udvalg ikke i stand til at blive enige om en konvention, der forbød kloning, fordi omkring 60 stater under Costa Ricas og USAs ledelse ønskede at kombinere dette på samme tid med et verdensomspændende forbud mod terapeutisk kloning. Belgiens modsatte forslag fandt heller ikke det nødvendige flertal på to tredjedele for at overlade reguleringen af ​​terapeutisk kloning til de enkelte stater. Den 8. marts 2005 blev der udarbejdet en uforpligtende erklæring, der efterlader denne tvist i balancen.

I Tyskland er reproduktionskloning ved hjælp af embryonale stamceller i henhold til § 6 og terapeutisk kloning i henhold til § 1, stk. 2, og § 2, stk. 1, i lov om embryobeskyttelse, fordi fjernelse af embryonale stamceller fra det unge embryo i vitro resulterer ikke i, at embryoet bevares, bruges til det tilsigtede formål. Imidlertid ville reproduktiv kloning ved hjælp af inducerede pluripotente stamceller i stedet for embryonale stamceller ikke falde ind under dette forbud.

Dette betyder imidlertid ikke, at denne form for kloning er utilgængelig for altid, fordi lovgiver (Forbundsdagen og Forbundsrådet) kunne ændre lov om embryobeskyttelse i overensstemmelse hermed. Det ville kun blive udelukket, hvis terapeutisk kloning også krænkede embryoets menneskelige værdighed in vitro.

Dette spørgsmål om den grundlæggende juridiske og bioetiske status for et embryo in vitro før implantation i livmoderen er stærkt kontroversielt og er endnu ikke afklaret. Den fremherskende mening går ud fra, at med sammensmeltning af æg og sædcellers pronuclei til dannelse af zygotens vigtigste kerne udvikler menneskeliv sig, som fra da af udvikler sig videre som menneske og som derfor også har beskyttelse af menneskelig værdighed i henhold til til art. 1 GG. Dette tidligste tidspunkt, hvorfra livsbeskyttelse under alle omstændigheder synes at være berettiget, er også grundlaget for den grundlæggende idé om embryobeskyttelsesloven.

Men også i Tyskland går synspunktet om, at livets beskyttelse i grundloven kan bruges med nidation , dvs. implantation af embryoet i moderorganismen, fremad. Dette antydes af fundene i medicinsk antropologi, hvorefter et samspil mellem embryoet og moderens krop er nødvendigt, så embryoet overhovedet kan udvikle sig til et menneske. Uden denne impuls, uden nidation, kommer en person aldrig frem; embryoet udvikler sig som det er til ingenting. Den nuværende juridiske situation i Storbritannien svarer til denne opfattelse.

Max Planck Institute for Foreign and International Criminal Law har samlet en oversigt over den juridiske situation vedrørende kloning i enkelte lande i Den Europæiske Union. [15]

Kloning i kunst og litteratur

I mange science fiction -værker især fremstår reproduktiv kloning ofte som et middel til at reproducere en art. Det civiliserede samfund i Aldous Huxleys roman Brave New World består udelukkende af forskelligt udviklede kloner, og i den berømte Star Wars- franchise masseproduceres flere millioner "klonekrigere" for at bygge en galaktisk hær. Dette bruger enorme kloningskamre, accelereret læring og genetiske modifikationer relateret til lydighed og biologisk vækst. I tv -serien Stargate - Commando SG -1 bruger Asgard -racen gentagne gange reproduktiv kloning i stedet for naturlig reproduktion, hvilket fører til DNA -degeneration . Andre eksempler på kloner som arbejdere eller soldater er filmene Moon , Cloud Atlas og Oblivion .

Mange medier er også i stigende grad bekymrede over de umiddelbare etiske konsekvenser af kloning. I den amerikansk-canadiske film The 6. dag, for eksempel, er kloning af afdøde kæledyr en almindelig forretning, men mennesker forbyder det. Den tyske film Blueprint , en filmatisering af bogen med samme navn af Charlotte Kerner med Franka Potente , belyser livet for en pianist og hendes klonede datter. Den amerikanske film Die Insel fortæller om kloner, der opdrættes og manipuleres af et selskab som en slags reservedelsbutik. I Ken Folletts roman The Third Twin spiller menneskelig kloning også en stor rolle. Gennem sin forskning opdager hovedpersonen ved et uheld et par tvillinger, der ikke kender hinanden. Efterhånden som historien skrider frem, afsløres det, at der i alt er otte kloner, der blev skabt af militæret for at skabe en slags supersoldat.

Den tyske forfatter Andreas Eschbach undersøger kloning i sin faglitterære bog Fremtidens bog og i ungdomsromanen Perfect Copy . I romanen Alt, hvad vi skulle give af Kazuo Ishiguro , er heltene kloner, der skal donere deres organer til normale mennesker. Den første roman om klonen som reservedelsbutik blev udgivet i 1992: Duplik Jonas 7 af Birgit Rabisch .

Se også

litteratur

Weblinks

Wiktionary: klon - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser
Commons : Kloning - samling af billeder, videoer og lydfiler

Individuelle beviser

  1. Federal Information Center for Agriculture (BLE): Hvad betyder kloning i landbruget? 2021
  2. ^ Andrew J. French et al.: Udvikling af humane klonede blastocyster efter somatisk cellekernoverførsel med voksne fibroblaster . I: Stamceller . tape   26 , nej.   2 , februar 2008, s.   485-493 , doi : 10.1634 / stemcells.2007-0252 .
  3. Oplysningerne om arten klonet mellem 1996 og 2005 stammer fra en oversigt af Michael Detering i: Aufmarsch der Klonsteaks. I: Wirtschaftswoche , nr. 6, 2009, s. 72–78
  4. Først klonede bøfler født. news.xinhuanet.com 21. marts 2005
  5. JA Byrne et al.: Produktion af primate embryonale stamceller ved somatisk celletransfer. I: Naturen. Bind 450, 2007, s. 497-502, doi: 10.1038 / nature06357
    Abe klonede for første gang. dw-world.de, 15. november 2007
  6. ^ Zhen Liu et al.: Kloning af makakaber ved Somatic Cell Nuclear Transfer. I: Celle. Online forhåndspublikation af 24. januar 2018, doi: 10.1016 / j.cell.2018.01.020
  7. Den første klon -dromedar er i verden . derstandard.at, 14. april 2009
  8. Fødsel af klonet Przewalskis føl tilbyder genetisk mangfoldighed for disse truede arter. På: sandiegozoo.org fra 4. september 2020.
    Første klon af truet Przewalskis hest født i bevaringsindsats for at redde arterne. På: time.com fra 6. september 2020.
  9. Douglas Main: En øret med sort fod er blevet klonet, en første for en amerikansk truet art ( en ) National Geographic. 18. februar 2021. Hentet 20. februar 2021.
  10. Fritter bliver den første nordamerikanske truede art, der skal klones ( da ) BBC. 20. februar 2021. Hentet 21. februar 2021.
  11. David Shukman:Kina kloning i 'industriel skala'. BBC News, 14. januar 2014, åbnes 23. marts 2014 .
  12. ^ PM Zavos, K. Illmensee: Mulig behandling af mandlig infertilitet ved reproduktiv kloning: Et klonet humant 4-cellet embryo. I: Archives of Andrology , 52, 2006, s. 243-254. PMID 16728339
  13. Masahito Tachibana et al:. Humane embryonale stamceller arvet af Somatic Cell Nuclear Transfer. I: Celle . Online publikation fra 15. maj 2013, doi: 10.1016 / j.cell.2013.05.006
  14. ^ Young Gie Chung, Jin Hee Eum, Jeoung Eun Lee, Sung Han Shim, Vicken Sepilian, Seung Wook Hong, Yumie Lee, Nathan R. Treff, Young Ho Choi, Erin A. Kimbrel, Ralph E. Dittman, Robert Lanza, Dong Ryul Lee: Human somatisk cellekerneoverførsel ved hjælp af voksne celler. I: Celle stamcelle (online pre-release). doi : 10.1016 / j.stem.2014.03.015 .
  15. MPICC: Lovbestemmelser om reproduktiv medicin i europæiske lande . (PDF).