Klónozás

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A klónozás ivartalan, a véletlent kizáró szaporodási forma, amely során genetikailag azonos, magasabb rendű szervezetek jönnek létre.

A klón lényegi tulajdonsága, hogy az utódszervezet (ami lehet egyetlen sejt is) genetikai szempontból teljesen megegyezik az anyaszervezettel, mivel kialakulása során nem történt olyan ivaros folyamat, amely a gének megváltozására alkalmat adott volna (az esetlegesen fellépő mutációktól most az egyszerűség kedvéért eltekintünk).

A legtöbb embernek a klón szó hallatán mesterséges módon, egy teljes emberi szervezet előállítása jut eszébe. Ez a fogalom azonban jóval összetettebb ennél. A klónozás egészen a sejtek szintjén kezdődik, s a természet sok esetben saját maga is állít elő klónt.

Történet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ian Wilmut fejlesztette ki a klónozás folyamatát. Egy petesejt magját eltávolította, és a klónozni kívánt élőlény sejtmagját ültette helyébe. Így az élőlény DNS-ét pontosan lemásolta.

Dolly[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Dolly klónozása

Dolly egy birka, a világ első klónozott emlőse. 1997. július 5-én született Edinburghben. 2001-ben egy birkáknál nagyon gyakori betegséget kapott el, ám immunkezeléssel sikerült meggyógyítani. Dolly 2003-ban pusztult el, 6 éves korában. Halála után kitömték, és Edinburghben kiállították.

Klónozás típusai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Természetes klónozás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Klónok teljesen természetes módon és állandóan létrejönnek a sejtek ivaros szaporodása során. Egy sejt egyszerű kettéosztódása két klónt, vagyis a kiindulási sejttel genetikailag azonos utódsejteket eredményez. Ezen az elven alapul minden egyes ember összes testi sejtje, annak a sejtnek a klónja, amely a petesejt és a hímivarsejt egyesülése következtében alakult ki a megtermékenyítéskor. Vagyis a testi sejtek mindegyike rendelkezik a szervezet felépítéséhez szükséges összes információval, de egy bonyolult szabályozó rendszer miatt, ennek csak bizonyos részét használja, ezért alakulnak ki eltérő felépítésű és működésű típusaik. Amennyiben pedig a legelső osztódások során bekövetkező rendellenesség miatt két külön szervezet indul fejlődésnek, akkor a teljes szervezet szintjén is természetes klónok, tehát egypetéjű ikrek jönnek létre. Rengeteg, alacsonyabb szinten álló szervezet (pl.: baktériumok, egysejtű növények, állatok, gombák) ivartalan úton szaporodnak, s csak időnként jelenik meg ivaros folyamat, a gének „felfrissítésére”. De ivartalan folyamat a növények vegetatív szervekkel – gumókkal, - indákkal, - gyöktörzzsel való szaporodása vagy egy medúza bimbózása is.

Mesterséges klónozás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az ember által előállított klónokról is több szerveződési szinten beszélhetünk. A mesterséges klónozást három nagy csoportra osztjuk. Mégpedig:

  1. Molekuláris klónozás,
  2. Sejtklónozás, Sejtek tenyésztése laboratóriumi körülmények között (sejtkultúrák). Genetikai szempontból az előállított sejtvonal összes sejtje a kiindulási sejttel egyezik meg.
  3. Teljes organizmus klónozása. A teljes organizmus létrehozásának két alapvető módszere az ún. nukleáris transzfer (maganyag-átviteli) és az embrióosztási (embriófelezési) technológia. A következőkben ezek részletesebb leírása következik.

Molekuláris klónozás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ebben az esetben egy molekula szaporításáról van szó. Ilyen például az ún. DNS polimeráz láncreakció, amikor DNS-molekulákat a vizsgálatokhoz szükséges mennyiségre szaporítják fel, de ez a lényegi eleme a kísérleti fázisban lévő génterápiás eljárásoknak is. A génterápia során egy vektor (hordozó) segítségével - ami lehet egy molekula vagy egy vírus - juttatnak be DNS-szakaszokat (géneket) a célsejtekbe, ahol azok beépülnek a sejt genetikai állományába, s ott kifejeződhetnek (vagyis megindul róluk a fehérjék átírása).

Ebben az esetben egyetlen molekula szaporításáról van szó Ilyen például a DNS polimeráz láncreakció, amikor a DNS molekulákat a vizsgálathoz szükséges mennyiségre szaporítják fel, de ez a lényegi eleme a kísérleti fázisban lévő génterápiás eljárásoknak is. A génterápia során egy hordozó segítségével, ami lehet egy molekula vagy egy vírus, juttatnak be DNS szakaszokat (géneket) a célsejtekbe, ahol azok beépülnek a sejt genetikai állományába, s ott kifejeződhetnek.(vagyis megindul róluk a fehérjék átírása). Sejtklónozás: Sejtek tenyésztése laboratóriumi körülmények között (sejtkultúrák). Genetikai szempontból az előállított sejtvonal összes sejtje megegyezik a kiindulási sejttel. Teljes (többsejtű) organizmus klónozása: Egy teljes szervezet létrehozásának két alapvető módja a molekuláris transzfer (maganyag-átviteli) és az embrióosztási (embriófelezési) technológia.

Nukleáris transzfer[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

1. Egy petesejtet megfosztanak saját sejtmagjától, ezáltal eltávolítják belőle a genetikai állományt, vagyis a DNS-molekulákat.

2. Egy már differenciálódott testi sejtből kiveszik a sejtmagot.

3. A testi sejt sejtmagját (vagy egy másik variáció esetében az egész testi sejtet) a magjától megfosztott petesejtbe ültetik be (illetve a két sejtet egyesülésre késztetik, elektromos áram segítségével).

4. Az eljárás során - ma még nem teljesen tisztázott módon - a testi sejt magjának genetikai órája "lenullázódik". Ez azt jelenti, hogy a DNS-állomány korábbi szelektív működése megszűnik, s elölről indulhat egy teljes organizmus fejlődése. A korábbi szelektív működésen azt kell érteni, hogy a DNS-állomány egykori tulajdonosa - a felhasznált testi sejt - működése során csak azokat a géneket használta, amelyek feladatának ellátásához kellettek, holott genetikai állománya az egész szervezet "tervrajzát" tartalmazta. Ez a testi sejt tehát már "szakosodott" volt egy adott feladatra - szakkifejezéssel egy differenciált sejtről volt szó. A petesejt sajtplazmájának környezetében azonban elvesztette ezt az elkötelezettséget.

5. A DNS-állománnyal ilyen módon ellátott petesejtet egy nőstény állat méhébe ültetik ("béranya", "dajkaterhes"), amely aztán szerencsés esetben kihordja és megszüli az ebből fejlődő magzatot.

Egy petesejtet megfosztanak saját sejtmagjától, ezáltal eltávolítják belőle a genetikai állományt, vagyis a DNS molekulákat. Ezt követően egy már differenciálódott testi sejtből kiveszik a sejtmagot. Majd a testi sejt sejtmagját a magjától megfosztott petesejtbe ültetik be. Az eljárás során (ma még nem teljesen ismert módon) a testi sejt magjának genetikai órája „lenullázódik”. Ez azt jelenti, hogy a DNS állomány korábbi szelektív működése megszűnik, s elölről indulhat egy teljes organizmus fejlődése. A korábbi szelektív működésen azt kell érteni, hogy a DNS állomány egykori tulajdonosa (testi sejt) működése során csak azokat a géneket használta fel, amelyek feladatának ellátásához kellettek, holott genetikai állománya az egész szervezet „tervrajzát” tartalmazza. Ez a testi sejt tehát már „szakosodott” volt egy feladatra, szakkifejezéssel egy differenciált sejtről volt szó. A petesejt sejtplazmájának környezetében azonban elvesztette ezt az elkötelezettségét. Eztuán a DNS állománnyal ily módon ellátott petesejtet egy nőstény állat méhébe ültetik, amely aztán szerencsés esetben természetes módon kihordja és megszüli az ebből fejlődő magzatot.

Embrióosztási technológia[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A jó tulajdonságú tenyészállatoknál (pl.: szarvasmarhák) már rutinszerűen használt klónozási eljárás az ún. embriófelezési technológia, amely mesterségesen állít elő egypetéjű ikreket. A módszer lényege, hogy egy petesejtet mesterségesen megtermékenyítenek egy hímivarsejttel, majd az így létrejött zigótát, vagyis a megtermékenyített petesejtet osztódni hagyják egészen a 8 sejtből álló embrionális állapotig. Ekkor az embriót több részre hasítják, leggyakrabban négy, két sejtből álló darabra. A módszer is innen kapta a nevét: embrióosztás (embryo splitting). A nyolcsejtes állapotig még nem indul meg a sejtek differenciálódása, s az így kapott embriók genetikailag teljesen azonosak lesznek egymással. Ez a módszer tehát nem mondható igazi klónozásnak, inkább „mesterséges ikerkészítésnek”. Ezt az eljárást már sikerrel alkalmazzák a főemlősök szintjén is. Az embriók nem is igazi szüleikre, vagyis a petesejt és a hímivarsejt eredeti tulajdonosaira hasonlítanak, hanem egymással azonosak. A leválasztott sejteket a darabolás után egy üres peteburokba juttatják, ahol olyan fázisig engedik fejlődni, amíg beültethető lesz egy nőstény állat méhébe. Ezt követően egy normális lefolyású terhesség és szülés következhet.

Emberi Genom[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az emberi genom (vagyis a petesejt és a hímivarsejt teljes genetikai tartalma) úgy tekinthető, mint egy 23 kötetes könyv. Mindegyik kötet egy kromoszómát képvisel abból a 23 párból, amely minden emberi, testi sejtben megvan. Egy átlagos kötetnek kb.: 2000 teljes oldala van, egy oldal minden gén számára. A gének kisebb fejezetekként jelennek meg, a fejezetek a kromoszómán egymás után következő, (többnyire együtt is működő) gének leírásait tartalmazzák. A teljes „kötetsorozat” , amelyet a szülő a gyerekére örökít, olyan részleteket tartalmaz, amelyek a nagyszülők köteteinek véletlenszerű kombinációiból állnak. Egy adott kötet, amely továbbadódik, részleteket tartalmazhat az egyik szülőtől és a másiktól is, keverten, ugyanis a lapok a kötetek között is kicserélődhetnek a rekombináció következtében.

A klónozás jövője[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Már a 30-as évektől próbálkoztak a kutatók mesterséges ikrek előállításával, amelyeket maghasítással akartak létrehozni. Azonban az első igazi áttörést az 1997-ben mesterségesen előállított juh, Dolly jelentette. Innentől mondhatjuk azt, hogy a klónozás valóban kivitelezhető magasabb szerveződési szinten is. A klónozás nagyon ígéretesnek látszik az egyes betegségek gyógyításánál, néhány betegség esetén pedig pillanatnyilag ez tűnik az egyetlen lehetséges útnak. Vélhetően a saját sejtek klónozásával egyszer majd olyan szöveteket, szerveket lehet létrehozni, amelyeket a klónozás donorjába visszaültetve, egyáltalán nem váltanak ki immunreakciót, amelyeket az immunrendszer teljesen saját szövetként szervként ismer el. Úgy tűnik, hogy ehhez a legreménykeltőbb út a sejttenyészeteken keresztül vezet. Ezt támasztja alá az is, hogy a Szöuli Nemzetközi Egyetem kutatói friss petesejt és ugyanazon donor testi sejtjének egyesítésével eljutottak a donor őssejt vonalához. Ebből az őssejtből 3-féle sejttípus fejlődött ki. Amikor ezekből egerekbe ültettek be sejteket, izom- , porc- , és csontsejtek jöttek létre belőlük.

További Információ[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]