Klonowanie

Klonowanie jest to stworzenie kopii organizmu wielokomórkowego przez przeniesienie jądra komórki somatycznej jednego osobnika do pozbawionej jądra komórki jajowej innego osobnika. W 1996 po raz pierwszy w historii grupa badaczy pod kierownictwem I. Wilmuta z Roslin Institute w Wielkiej Brytanii sklonowała ssaka - owcę nazwaną imieniem Dolly. Wkrótce po urodzeniu się Dolly w tym samym laboratorium pomyślnie sklonowano inne jagnięta, które równocześnie były zwierzętami transgenicznymi (ich materiał genetyczny zawierał geny kodujące ludzkie białka).

Prowadzi się próby klonowania terapeutycznego u ludzi, które zmierzają do wytworzenia ludzkich zarodków, będących źródłem leczniczych komórek (komórek macierzystych). W listopadzie 2001 w Scientific American ukazała się wiadomość o pierwszym w historii sklonowaniu ludzkich zarodków. Do ośmiu komórek jajowych wstrzyknięto komórki pęcherzykowe, w wyniku podziałów trzech z nich powstały zarodki ludzkie - dwa czterokomórkowe i jeden sześciokomórkowy. Nie uzyskano jednak dalszego wzrostu embrionów i spodziewanych efektów w związku z czym badania nie przyniosły większych rezultatów.
Proces klonowania owieczki Dolly przebiegał następująco:
1) pobranie komórek somatycznych jednego osobnika, ich hodowla in vitro (tak prowadzona, aby komórki znalazły się w fazie spoczynku)
2) pobranie komórki jajowej innego osobnika, pozbawienie jej jądra komórkowego.
3) elektrofuzja jądra komórki somatycznej z komórką jajową pozbawioną jądra.
4) przejęcie funkcji usuniętego jądra w komórce jajowej przez nowe jądro.
5) mitotyczne podziały komórki jajowej in vitro, powstanie zarodka.
6) wprowadzenie tak powstałego zarodka do macicy innej samicy.
7) powstanie z zarodka owcy będącego kopią genetyczną osobnika, z którego pobrano komórkę somatyczną.
Klonowanie ma wiele zalet. Dzięki klonowaniu stanie się możliwe masowe powstawanie zwierząt transgenicznych, w których płynie krew ratująca ludzkie życie. Klonowane organizmy będą mogły posłużyć również za bank organów dla człowieka. W mleku owiec znajdują się proteiny zwalczające pewną odmianę raka. Sklonowanie ludzkiego zarodka posłużyłoby do stworzenia grupy komórek macierzystych potrzebnych do leczenie ludzi. Oznacza to, że zaistniałaby możliwość wyleczenia ludzi cierpiących na nieuleczalne choroby takie jak: nowotwory, chorobę Parkinsona, Alzheimera, choroby serca, a nawet AIDS.
Prawdopodobnie mało kto zdaje sobie sprawę, ile ras zwierząt gospodarskich, takich jak bydło, konie, owce, świnie i kozy, już wyginęło lub jest zagrożonych wymarciem.
Dzięki klonowaniu będzie można wskrzesić także niektóre już wymarłe gatunki i podgatunki,. Klonowanie zapewniłoby przeprowadzenie przeszczepów niezagrożonych odrzuceniem przez układ odpornościowy.
Klonowanie mogłoby być również okazją do „odtworzenia” zmarłych osób, co przecież byłoby wielką szansą np. dla rodziców, którym zmarło dziecko. Jest to możliwe wówczas, gdybyśmy mogli pobrać materiał genetyczny ze szczątków zmarłej osoby. Wprawdzie po upływie tysięcy lat DNA pozostaje prawie nie zmienione, białka jednak i pozostałe części komórek są całkowicie odwodnione. Pomimo tych wielu zalet klonowanie już zostało zabronione w wielu krajach. Jednym z powodów takiej decyzji jest to, że, jak przestrzegają naukowcy, wytworzenie większej ilości osobników zachwiałoby ideę różnorodności genetycznej osobników w przyrodzie. Jednak weźmy pod uwagę, że to byłoby problemem jedynie wówczas, gdy zachodziłoby na skalę masową, co jest niemożliwe obecnie ( i nie będzie możliwe jeszcze przez długie lata). Głównym argumentem przeciwników klonowania jest to, że jak głoszą oficjalne publikacje nie ma fizycznego problemu sklonować człowieka.

Jak Klonować?
Jest to proces oparty na przenoszeniu (transferze) jąder komórkowych na tej samej technice, którą od wielu lat stosują naukowcy do kopiowania zwierząt z komórek zarodkowych. W tym celu potrzebne są dwie komórki. Pierwsza z nich to biorca i jest na ogół nie zapłodnionym oocytem pobranym od zwierzęcia tuż po owulacji. Takie komórki jajowe powinny rozwijać się po odpowiedniej stymulacji. Drugą z nich jest dawca jądra. To ona ma zostać skopiowana. Badacz, patrząc w silnie powiększający mikroskop, przytrzymuje oocyt dzięki przyssaniu go do końca małej pipety i za pomocą niezwykle cienkiej mikropipety usuwa z niego chromosomy, twory w kształcie parówki, zawierające DNA komórki (w tym stadium nie znajdują się one w wyodrębnionym jądrze). Następnie komórka-dawca wraz ze swoim jądrem jest łączona z oocytem. Niektóre ze zrekonstruowanych w ten sposób oocytów zaczynają się rozwijać tak jak normalne zarodki i jeśli przeszczepi się je do macicy matki zastępczej, urodzą się młode.


Pierwszy sklonowany ssak…
Narodziny dwóch jagniąt w Roslin Institute w Midlothian w Szkocji latem 1995 roku zapowiadały, jak wierzyło wielu naukowców, okres rewolucyjnych możliwości biologii i medycyny. Megan i Morag, obie urodzone przez zastępczą matkę, nie powstały w wyniku połączenia się plemnika i komórki jajowej. Ich materiał genetyczny pochodził z hodowanych komórek otrzymanych z dziewięciodniowego zarodka. Jagnięta były więc jego genetycznymi kopiami, czyli klonami.
Zanim przyszły na świat Megan i Morag, naukowcy potrafili już tworzyć owce, bydło, a także inne zwierzęta metodą genetycznego kopiowania komórek żmudnie izolowanych z zarodków we wczesnych stadiach rozwoju (tzw. wczesnych zarodków). Wyniki naszych badań pozwalają żywić nadzieję, że klonowanie stanie się o wiele bardziej praktyczne, ponieważ stosunkowo łatwo jest pracować z hodowlami komórkowymi. Dzięki Megan i Morag dowiedziono, że choć komórki takie są częściowo zróżnicowane, czyli wyspecjalizowane, to mogą zostać przeprogramowane genetycznie, tak by funkcjonowały jak komórki wczesnego zarodka. Większość biologów uważała, że nie jest to możliwe.
Następnie przystąpiono do powielania zwierząt z hodowanych komórek otrzymanych z 26-dniowego zarodka i z dojrzałej owcy. Komórki owcy dały początek Dolly, pierwszemu ssakowi sklonowanemu z dorosłego organizmu.
W cichy letni wieczór, 5 lipca, o piątej po południu przyszło na świat, wystawiając najpierw pyszczek przednie nogi, najsłynniejsze Jagnie w historii. Urodziło się w stajni nieopodal drogi wiodącej do Instytutu Roslin w szkockim mieście Roślin, gdzie zostało stworzone. Do dziś twórca Ian Wilmut- cichy, łysiejący pięćdziesięciodwuletni embriolog- nie pamięta , gdzie był, gdy usłyszał, że narodziła się owieczka imieniem Dolny. Nie przypomina sobie nawet telefonu od Hojna Brackena- naukowca doglądającego ciężarnej owcy, która wydała na świat Dolly- z informacją, że Dolly jest żywa, zdrowa i waży 6,6 kilograma.

W marcu 1997 roku środki masowego przekazu podały wiadomość z dziedziny inżynierii genetycznej o rewolucyjnym znaczeniu: wyklonowano pierwszego ssaka z dorosłej komórki. Dokonał tego zespół brytyjskich genetyków z Roslin Institute w Edynburgu pod kierownictwem dra Jana Wilmuta. Dotychczas klonowanie wykorzystywano w przypadku roślin użytkowych, aby osiągnąć lepsze rezultaty w rolnictwie.
Klon stanowi wierną kopię żywego lub martwego organizmu, a istota klonowania polega na wszczepieniu jądra komórki (z informacją genetyczną) z dowolnej części ciała danego osobnika do pozbawionej jądra żeńskiej komórki jajowej. Owca Dolly, która faktycznie przyszła na świat 5 lipca 1996 roku, wyprodukowana przez brytyjskich genetyków, powstała z połączenia jądra komórki pobranej z sutka dorosłej owcy z komórką jajową drugiej owcy, a następnie wszczepienia tego zarodka matce zastępczej. Metoda ta pozwala na wyhodowanie nieograniczonej liczby replik (identycznych egzemplarzy) danego organizmu. Szkoccy odkrywcy przyznają, iż na tej samej zasadzie klonowanie ludzi jest teoretycznie możliwe.
Amerykański embriolog John Gearhart z John Hopkins University w stanie Maryland hoduje w laboratorium długo żyjące komórki pobrane z ludzkiego embrionu usuniętego podczas aborcji. Są to tzw. komórki niezróżnicowane, dzięki którym w trakcie dalszego rozwoju powstają różne tkanki. Istnieją zatem możliwości, a jednocześnie nieznane do końca zagrożenia manipulowania ludzkim dziedzictwem genetycznym.