Kloning (biologi)

Kloning (fra andet græsk κλών  "gren, skud, afkom" [1] ) i biologi  er udseendet på en naturlig måde eller opnåelse af flere genetisk identiske organismer gennem aseksuel (herunder vegetativ ) reproduktion eller parthenogenese . Udtrykket "kloning" i samme betydning bruges ofte i relation til celler fra flercellede organismer . Kloning kaldes også at opnå flere identiske kopier af arvelige molekyler (molekylær kloning). Endelig omtales kloning også ofte som bioteknologiske metoder, der bruges til kunstigt at opnå kloner af organismer, celler eller molekyler.

En gruppe af genetisk identiske organismer eller celler er en klon . Kloning af mennesker er forbudt. Der er rejst bekymring over den høje procentdel af kloningsfejl, som kan føre til klonede menneskers underlegenhed (et eksempel er udviklingen af ​​et embryo under blastulation).

Historien om udtrykket

Udtrykket kloning kom ind på russisk fra engelsk ( clone , cloning ).

Oprindeligt begyndte ordet clone ( engelsk  kloning fra andre græske κλών  - "kvist, skud, afkom") at blive brugt om en gruppe planter (f.eks. frugttræer) opnået fra en producentplante på en vegetativ (ikke frø) måde . Disse efterkommerplanter gentog nøjagtigt deres stamfaders kvaliteter og tjente som grundlag for avl af en ny sort (hvis deres egenskaber var nyttige til havearbejde). Senere blev ikke kun hele gruppen, men også hver enkelt plante i den (undtagen den første) kaldt en klon , og produktionen af ​​sådanne efterkommere blev kaldt kloning [2] [3] [4] .

Cellekloning

Stamcellekloning

Somatisk cellekerneoverførsel, kendt som SCNT, kan også bruges til at skabe embryoner til forsknings- eller terapeutiske formål. Det mest sandsynlige formål med dette er at få embryoner til brug i stamcelleforskning . Denne proces kaldes også "forskningskloning" eller "terapeutisk kloning". Målet er ikke at skabe klonede mennesker (såkaldt "reproduktiv kloning"), men at indsamle stamceller, der kan bruges til at studere menneskets udvikling og potentielt behandle sygdomme. Selvom en klonal human blastocyst er blevet skabt, er stamcellelinjer endnu ikke blevet isoleret fra en klonal kilde [5] .

Terapeutisk kloning opnås ved at skabe embryonale stamceller i håbet om at behandle sygdomme som diabetes og Alzheimers sygdom . Processen begynder med fjernelse af kernen (som indeholder DNA'et ) fra ægget og indsættelse af kernen fra den voksne celle til kloning [6] . I tilfælde af en person med Alzheimers sygdom placeres en kerne fra patientens hudcelle i et tomt æg. Den omprogrammerede celle begynder at udvikle sig til et embryo, fordi ægget reagerer med den overførte kerne. Embryonet vil blive genetisk identisk med patienten [6] . Embryonet vil derefter danne en blastocyst , som potentielt kan blive til en hvilken som helst celle i kroppen [7] .

Grunden til, at SCNT bruges til kloning, er, at somatiske celler nemt kan opnås og dyrkes i laboratoriet. Denne proces kan tilføje eller fjerne specifikke husdyrs genomer . Det vigtigste punkt at huske er, at kloning opnås, når oocytten bevarer sine normale funktioner, og i stedet for at bruge sæd- og æggenomerne til at replikere, indsættes oocytten i kernen af ​​donorens somatiske celle. Oocytten vil reagere på somatiske cellers kerne på samme måde som på sædceller [8] .

Processen med at klone et specifikt husdyr ved hjælp af SCNT er relativt den samme for alle dyr. Det første trin er at indsamle somatiske celler fra det dyr, der skal klones. Somatiske celler kan bruges med det samme eller opbevares i laboratoriet til senere brug. Den sværeste del af SCNT er fjernelse af moder-DNA fra metafase II-oocytten. Når dette er gjort, kan den somatiske kerne indsættes i æggets cytoplasma . Dette skaber et enkelt celleembryo . Derefter sprøjtes de grupperede somatiske celler og æggets cytoplasma ind i en elektrisk strøm. Denne energi vil tillade det klonede embryo at begynde udviklingen. Succesfuldt udviklede embryoner placeres derefter i en surrogatmor såsom en ko eller et får i tilfælde af husdyr [8] .

SCNT anses for at være en god metode til at producere husdyr til konsum. Han klonede med succes får, kvæg, geder og grise. En anden fordel er, at SCNT ses som en løsning på problemet med kloning af truede arter, der er på randen af ​​udryddelse [8] . Imidlertid kan belastningerne, der opstår i både ægget og den injicerede kerne, være enorme, hvilket fører til højt celletab i tidlige undersøgelser. For eksempel blev det klonede får Dolly født efter 277 æg blev brugt til SCNT, som skabte 29 levedygtige embryoner. Kun tre af disse embryoner overlevede til fødslen, og kun et overlevede til voksenalderen [9] . Fordi proceduren ikke kunne automatiseres og skulle udføres manuelt under et mikroskop , var SCNT meget ressourcekrævende. Biokemien involveret i omprogrammering af den differentierede somatiske cellekerne og aktivering af modtagerægget var også langt fra forstået. Men i 2014 rapporterede forskere en syv til otte ud af ti chance for kloning [10] , og i 2016 blev det rapporteret, at det koreanske firma Sooam Biotech producerede 500 klonede embryoner om dagen [11] .

Naturlig kloning (i naturen) i komplekse organismer

Kloning er udbredt i naturen i forskellige organismer. Hos planter forekommer naturlig kloning gennem forskellige former for vegetativ formering . Hos dyr forekommer kloning i ameiotisk parthenogenese og forskellige former for polyembryoni . Således er klonalt ynglende firbenarter, der kun består af parthenogenetiske hunner, kendt blandt hvirveldyr. Hos mennesker er naturlige kloner enæggede tvillinger . Hos nogle arter af bæltedyr fødes normalt fire til ni enæggede tvillinger. Klonal reproduktion er udbredt blandt krebsdyr og insekter. En unik variant af naturlig kloning er for nylig blevet opdaget hos myrer  - den lille ildmyre (Wasmannia auropunctata) [12] , hvoraf hanner og hunner klones uafhængigt af hinanden, så de to køns genpuljer ikke blandes. Hos denne art udvikler arbejdende individer sig fra befrugtede æg og dronninger fra ubefrugtede diploide æg. I nogle æg befrugtet af hanner ødelægges alle moderens kromosomer, og hanner udvikler sig fra sådanne haploide æg.

Molekylær kloning

Molecular cloning ( eng.  Molecular cloning, Gene cloning ) - kloning af DNA-molekyler (herunder gener, genfragmenter, gensæt, DNA-sekvenser, der ikke indeholder gener), med andre ord - produktion af et stort antal identiske DNA-molekyler ved hjælp af levende organismer. Takket være de grundlæggende biologiske opdagelser i det 19.-20. århundrede, nemlig: opdagelsen af ​​vævs cellulære struktur, opdagelsen af ​​strukturen af ​​cellekernen, kromosomerne , DNA , generne , blev det, der nu kaldes molekylær kloning , muligt . Dette er en teknologi til kloning af de mindste biologiske objekter - DNA -molekyler , deres dele og endda individuelle gener . Til molekylær kloning indføres DNA (normalt modificeret på den ene eller anden måde) i en vektor (for eksempel et bakterieplasmid eller et bakteriofaggenom ). Reproduktion, bakterier og fager multiplicerer mængden af ​​indført DNA, og bevarer dets struktur nøjagtigt. For derefter at isolere en stor mængde sådant DNA, er det nødvendigt at adskille de bakterier eller fager, der indeholder det, fra alle de andre, hvortil kloning anvendes, dvs. isolering og reproduktion af en bakterie- eller fagklon, der indeholder nødvendige DNA-molekyler. For at lette udvælgelsen af ​​bakterielle kloner indføres et gen for resistens over for et antibiotikum, oftest ampicillin, i plasmider, i nærværelse af hvilke alle bakterier, der ikke har det klonede plasmid, dør. Sådan kloning er nødvendig for studiet af biologiske molekyler, deres identifikation, løsning af problemerne med vævskloning osv. [13]

Kloning af flercellede organismer

Den største opmærksomhed fra videnskabsmænd og offentligheden tiltrækkes af kloningen af ​​flercellede organismer, som blev mulig på grund af succesen med genteknologi . Ved at skabe særlige forhold og forstyrre cellekernens struktur tvinger specialister den til at udvikle sig til det ønskede væv eller endda til hele organismen . Det er i princippet muligt at reproducere selv en død organisme, forudsat at dens genetiske materiale bevares .

Der er fuld (reproduktiv) og delvis kloning af organismer . Med en komplet genskabes hele organismen, mens med en delvis genskabes organismen ikke fuldstændigt (f.eks. kun et eller andet af dens væv).

Reproduktiv kloning forudsætter, at resultatet er en hel organisme. Ud over videnskabelige formål kan den bruges til at genoprette uddøde arter eller bevare sjældne arter.

En af de lovende anvendelser af vævskloning er celleterapi i medicin . Sådant væv, opnået fra patientens stamceller , kunne kompensere for manglen og defekterne i kroppens eget væv og ikke blive afstødt under transplantationen . Dette er den såkaldte terapeutiske kloning.

Terapeutisk kloning involverer ikke bevidst at producere en hel organisme som et resultat. Dets udvikling stoppes på forhånd , og de resulterende embryonale stamceller bruges til at opnå det ønskede væv eller andre biologiske produkter. Eksperimenter viser, at terapeutisk kloning med succes kan bruges til at behandle nogle sygdomme, der blev betragtet som uhelbredelige [14] .

Kloning af dyr og højere planter

Menneskelig kloning

I 2015 havde omkring 70 lande forbudt menneskelig kloning ved lov. [15] Kloning af hunde er dog tilladt i Sydkorea. Den Russiske Føderation vedtog føderal lov nr. 54-FZ af 20. maj 2002 "Om et midlertidigt forbud mod menneskelig kloning."

Menneskelig kloning er skabelsen af ​​en genetisk identisk kopi af et menneske. Udtrykket bruges almindeligvis til at henvise til kunstig menneskelig kloning, som er reproduktion af menneskelige celler og væv. Dette gælder ikke for enæggede tvillingers naturlige koncept og fødsel . Muligheden for menneskelig kloning har forårsaget kontrovers. Disse etiske betænkeligheder har fået flere lande til at vedtage lovgivning vedrørende menneskelig kloning og dets lovlighed. På dette tidspunkt har forskerne ingen intentioner om at forsøge at klone mennesker, og de mener, at deres resultater bør udløse en bredere diskussion om de love og regler, verden har brug for for at regulere kloning [16] .

De to almindeligt diskuterede typer af teoretisk menneskelig kloning er terapeutisk kloning og reproduktiv kloning. Terapeutisk kloning involverer kloning af humane celler til brug i medicin og transplantation og er et aktivt forskningsområde, men er ikke brugt nogen steder i verden i medicinsk praksis fra 2014. To almindelige metoder til terapeutisk kloning bliver undersøgt, somatisk cellekerneoverførsel og for nylig pluripotent stamcelleinduktion . Reproduktiv kloning involverer skabelsen af ​​en hel klonet person, ikke kun specifikke celler eller væv [17] .

Holdninger til kloning i samfundet

I 2007 blev Ian Wilmut , en af ​​skaberne af Dolly the Sheep , tildelt et ridderskab af dronning Elizabeth II af Storbritannien [18] .

Der er dannet en ny fobi, hvis tilfælde findes i psykiatrien. Psykiater Viktor Yarovoy definerede i december 2008 et nyt koncept for sådanne lidelser - bionalisme , frygt for klonede mennesker, herunder deres mulige overlegenhed i fysisk, moralsk og åndelig udvikling [19] .

Temaet for kloning i kultur og kunst

Diskussion om kloning i de populære medier portrætterer ofte emnet negativt. En artikel i Time den 8. november 1993 portrætterede kloning negativt, og ændrede Michelangelos The Creation of Adam til at afbilde Adam med fem identiske arme . 10. marts 1997- udgaven af ​​Newsweek kritiserede også etikken omkring menneskelig kloning og inkluderede en grafik, der viser identiske børn i bægre [21] .

Begrebet kloning, specifikt menneskelig kloning, omfatter en bred vifte af science fiction- værker . En tidlig fiktiv skildring af kloning er " Bokanovskys proces", som er med i Aldous Huxleys dystopiske roman Brave New World fra 1931 . Denne proces anvendes på befrugtede menneskelige æg in vitro , hvilket får dem til at nedbrydes til identiske genetiske kopier af originalen [22] [23] .

Kloning af mennesker fra kropsdele er også et almindeligt tema i science fiction. Kloning er især fremtrædende i science fiction-konventioner parodieret i Woody Allens Sleeper, som handler om et forsøg på at klone en myrdet diktator fra hans livløse næse . I Doctor's 2008-historien " Journey's End " vokser en eftersynkroniseret version af den tiende læge spontant fra hans afhuggede arm, som blev skåret af i en sværdkamp under en tidligere episode [25] .

Kloning er et tilbagevendende tema i en række nutidige science fiction-film, lige fra actionfilm som Jurassic World (1993), Alien: Resurrection (1997), 6. dag (2000), Resident Evil Star Wars. Episode II: Attack of the Clones "(2002) og " The Island " (2005), om komedier som Woody Allens film Sleeper fra 1973 [26] .

Se også

Noter

  1. ↑ Ordbog over fremmede ord. - M .: Russisk sprog , 1989. - 624 s. — ISBN 5-200-00408-8 .
  2. ↑ de Candolle, A. Laws of Botanical Nomenclature vedtaget af den internationale botaniske kongres afholdt i Paris i august 1867; sammen med en historisk indledning og kommentar af Alphonse de Candolle, oversat fra fransk  (engelsk) . - London: L. Reeve og Co., 1868. :21, 43
  3. ↑ Torrey Botanical Club: bind 42–45  (uspecificeret)  // Torreya. - 1942. - T. 42-45 . - S. 133 .
  4. ↑ American Association for the Advancement of Science. Videnskab  (ubestemt) . - Moses Konge, 1903. - S. 502 -.
  5. ↑ Gil, Gideon . Californiens biotek siger, at det klonede et menneskeligt embryo, men der blev ikke produceret stamceller  (17. januar 2008). Arkiveret fra originalen den 7. januar 2009. Hentet 6. november 2019.
  6. ↑ 1 2 Halim, N. Omfattende ny undersøgelse viser abnormiteter hos klonede dyr . Massachusetts Institute of Technology (september 2002). Hentet 31. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 16. oktober 2012.
  7. ↑ Plus, M. Fosterudvikling . Nlm.nih.gov. Hentet 31. oktober 2011. Arkiveret fra originalen 27. oktober 2011.
  8. ↑ 1 2 3 Latham, KE Tidlige og forsinkede aspekter af nuklear omprogrammering under kloning 97, 119-132. Cellens biologi. Arkiveret fra originalen den 2. august 2014.
  9. ↑ Campbell KH, McWhir J., Ritchie WA, Wilmut I. Får klonet ved nuklear overførsel fra en dyrket cellelinje  //  Nature: journal. - 1996. - Marts ( bd. 380 , nr. 6569 ). - S. 64-6 . - doi : 10.1038/380064a0 . — PMID 8598906 .
  10. ↑ Shukman, David (14. januar 2014) Kina-kloning i 'industriel skala' Arkiveret 17. august 2018 på Wayback Machine BBC News Science and Environment, hentet 10. april 2014
  11. ↑ Zastrow, Mark. Inde i kloningsfabrikken, der skaber 500 nye dyr om dagen  // New Scientist  : magazine  . - 2016. - 8. februar.
  12. ↑ Ildmyrehanner og -dronninger formerer sig ved kloning (utilgængeligt link) . Hentet 2. februar 2022. Arkiveret fra originalen 4. april 2019. 
  13. ↑ Cbio.ru. Molekylær kloning Arkiveret 28. september 2007 på Wayback Machine
  14. ↑ MEMBRANA | Verdensnyheder | Terapeutisk kloning har helbredt mus for Parkinsons sygdom . Dato for adgang: 25. marts 2008. Arkiveret fra originalen 4. marts 2016.
  15. ↑ Hvordan Champion-Pony-kloner har forvandlet spillet om Polo . Vanity Fair (31. juli 2015). Hentet 27. december 2015. Arkiveret fra originalen 20. december 2015.
  16. ↑ SE: Forskere kloner aber ved hjælp af teknik, der skabte fåret Dolly . Fox61 . fox61 (26. januar 2018). Hentet 26. januar 2018. Arkiveret fra originalen 26. januar 2018.
  17. ↑ Kfoury. Terapeutisk kloning: løfter og problemer  (ubestemt)  // Mcgill J Med. - 2007. - Juli ( bind 10 , nr. 2 ). - S. 112-120 . — PMID 18523539 .
  18. ↑ http://eternalmind.ru/content/view/1435/2/  (utilgængeligt link)
  19. ↑ Bionalisme  - frygt for klonede mennesker Arkiveret 6. april 2009 på Wayback Machine
  20. ↑ TIME Magazine - US Edition - Vol. 142 nr. 19 (8. november 1993). Hentet 5. november 2017. Arkiveret fra originalen 5. november 2017.
  21. ↑ Today The Sheep…  // Newsweek  :  magazine. - 1997. - 9. marts.
  22. ↑ Huxley, Aldous; "Brave New World og Brave New World Revisited"; s. 19; Harper Staude, 2005.
  23. ↑ Bhelkar, Ratnakar D. Science Fiction : Fantasy og virkelighed  . - Atlantic Publishers & Dist, 2009. - S. 58. - ISBN 9788126910366 .
  24. ↑ Humber, James M.; Almeder, Robert. Menneskelig  kloning . - Springer Science & Business Media , 1998. - S. 10. - ISBN 9781592592050 .
  25. ↑ Lewis, Courtland; Smithka, Paula. Hvad er kontinuitet uden vedholdenhed? // Doctor Who and Philosophy: Bigger on the Inside  (engelsk) . - Offentlig ret , 2010. - S. 32-33. — ISBN 9780812697254 .
  26. ↑ planktonregler. Sleeper (1973) . IMDb (17. december 1973). Hentet 3. maj 2015. Arkiveret fra originalen 1. oktober 2020.

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
 Kloning