Klonowanie

Człowiek zawsze marzył o ujarzmieniu życia i śmierci, dokonaniu niedokonanego. Narzędziem do tego stało się klonowanie, które funkcjonuje w różnych formach od milionów lat w przyrodzie. Ujarzmienie klonowania ludzi otwiera drogę do produkcji komórek potrzebnych w przeszczepach, stworzyło też możliwość "ożywienia" zmarłych. Ale zanim podjęto testy na ludziach, naukowcy wypróbowali najróżniejsze techniki na zwierzętach. Nie ominęło to także kotów.

Ryby-klony

Clone znaczy ukorzeniona gałązka

Dla niewtajemniczonych klonowanie jest równoznaczne z powstaniem idealnej kopii z oryginału. W biologii jednak za klony uznaje się także osobniki PRAWIE identyczne, co najbardziej zobrazować można do robienia ksera - za kopie jest uznawany także dokument z innymi kolorami czy na innym papierze niż oryginał. Z biologicznego punktu widzenia klonami są także organizmy powstałe w procesie rozmnażania wegetatywnego, jak: bakterie, odnóżki i rozmnóżki roślin. Termin powstał właśnie od greckiego słowa oznaczającego "gałąź" i odnoszącego się do procesu, dzięki któremu nowa roślina może zostać utworzona z gałązek m.in. metody szczepienia drzew i krzewów. W tym znaczeniu używane było słowo "clon" do dwudziestego wieku w krajach anglojęzycznych. W dalszym etapie do tego słowa zostało dodana litera "e". W ten sposób powstał termin clone, wprowadzony do biologii przez Johna Burdona Sandersona Haldane'a, twórcę genetyki populacyjnej.

Różne oblicze klonowania

Szukając znaczenia słowa "klonowanie" w encyklopedii PWN natrafiamy na dwa odniesienia tego słowa w stosunku do współczesnych nauk biologicznych. Pierwsze to klonowanie DNA i ma związek z genetyką: KLONOWANIE DNA - metody otrzymywania populacji identycznych cząsteczek DNA odpowiadających np. 1 genowi; wybrany gen wprowadza się do określonego wektora, a następnie do komórki bakterii lub innego organizmu, gdzie wraz z wektorem ulega wielokrotnej replikacji; klonowanie DNA można tez przeprowadzić in vitro Drugie znaczenie, które omówię szerzej brzmi następująco: KLONOWANIE ORGANIZMÓW – otrzymywanie identycznych genetycznie organizmów z pojedynczego osobnika

Komórka jajowa ssaki

Aby osiągnąć ten efekt można zastosować wiele metod. Jedne są znane od setek lat, natomiast inne zostały opracowane w ciągu ostatnich stu lat wraz z wzrostem zainteresowania dotyczącego możliwości wykorzystania klonowania. Oto najważniejsze z nich:

1. klonowanie jako metoda rozmnażania bezpłciowego u niektórych organizmów, np. drożdży, często pod wpływem odpowiednich warunków w środowisku;
2. odnogi, rozłogi, bulwy roślin itp., które mogą zostać odłączone od rośliny macierzystej. Ma to duże zastosowanie w hodowli, m.in. ziemniaków, bananów. Mimo, że organizmy są z definicji klonami, sam sposób nie jest zaliczany jako typowy sposób klonowania;
3. dzieworództwo, czyli reprodukcja bez udziału drugiego osobnika, np. u niektórych gatunków jaszczurek;
4. tzw. twinning, czyli powstanie bliźniąt jednojajowych podczas podziału embrionu w łonie matki, gdy znajduje się w stadium posiadającym od dwóch do ośmiu komórek. Jest to metoda naturalna, gdzie nie można wyróżnić dawcy w pełnym znaczeniu tego słowa;
5. transplantacja jąder komórkowych, jest to klonowanie z zastosowaniem pierwotnych komórek zarodkowych. Jest to metoda, która może prowadzić do masowej produkcji identycznych zarodków ssaków. Do tej pory eksperyment się udał tylko w odniesieniu do myszy;
6. metoda izolacji blastomerów, czyli wyizolowywanie komórek embrionu dających początek nowym organizmom. Została opracowana pod koniec lat 70. XX wieku, ale nie zyskała praktycznego znaczenia. W jej wyniku otrzymywano u zwierząt wieloraczki, które były identyczne pod względem genetycznym;
7. klonowanie organizmów poprzez transfer jądra komórkowego wyodrębnionego z komórki somatycznej lub embrionu do komórki jajowej pozbawionej uprzednio jądra. W wyniku tego procesu powstaje funkcjonalna zygota, która może w odpowiednich warunkach rozwinąć się w żywego osobnika. Zazwyczaj biorca i dawca materiału genetycznego pochodzą z jednego gatunku, w innym przypadku proces ten rzadko kończy się powodzeniem. Następnym etapem jest umieszczenie rozwijającej się prawidłowo komórki do dróg rodnych samicy, dzięki czemu zygota znajduje się w odpowiednich warunkach dla rozwoju. Klon jednak nie jest całkowicie identyczny w stosunku do dawcy materiału genetycznego. Jest to spowodowane tym, że każda komórka posiada osobno zapisane DNA mitochondrialne. Jednak ten rodzaj DNA ma minimalny wpływ na cechy osobnika.

Jednak mimo, że w teorii wszystko wydaje się proste, współczesna historia klonowania organizmów zaczęła się całkiem niedawno...

Historia klonowania zwierząt

Wszystko zaczęło się w 1938, kiedy Hans Sperman zaproponował wykorzystanie transferu jądrowego w celu klonowania organizmu. Był to pomysł powstały z rozważań, czy w procesie różniczkowania następuje utrata materiału genetycznego. Natomiast w 1944 roku ostatecznie udowodniono, że kwas dezoksyrybonukleinowy zawiera informacje genetyczną decydująca o dziedziczeniu. Osiem lat później amerykanie, Robert Briggs i Thomas King dopracowali metodę zaproponowaną przez Spermana podczas prób klonowania żaby. Niestety mając trudności z otrzymaniem klonów, doszli do wniosku, że następuje utrata sekwencji DNA, co uniemożliwia klonowanie. W 1955 otrzymano natomiast pierwsze klony, ale techniką dzielenia bardzo wczesnych komórek zygoty. W wyniku tego eksperymentu urodziło się 5 jagniąt, z których przeżyły dwa: Metan i Morga. Metodę transferu jądrowego wykorzystał natomiast John B. Gourdon z uniwersytetu w Oksfordzie, który otrzymał klony kijanek żaby szponiastej. Doświadczenie powtarzał później wielokrotnie, z powodu zarzutów o spreparowanie wyników. Z 1963 pochodzi kontrowersyjna informacja o sklonowaniu karpia przez Tong Dizhou w Chinach. Osiągnięcie to zostało opublikowane w języku chińskim i nigdy nie zostało przetłumaczone na język angielski. W 1986 roku sowieccy naukowcy sklonowali mysz, i być może jest to pierwszy szczęśliwie sklonowany ssak. Być może, ponieważ do przełomowego 1996 roku, większość wyników nie była sprawdzona przez niezależny zespół.

Wypchana owca Dolly w Royal Museum of Edynburg

Za pierwszego, sklonowanego ssaka uważa się owcę o imieniu Dolly. Urodziła się ona 5 lipca 1996 roku w Instytucie Roslin w Edynburgu, w Szkocji. Eksperyment został przeprowadzony przez naukowców Iana Wilmuta i Keitha Campbella wraz z zespołem. W ten sposób zostało ostatecznie udowodniona możliwość klonowania organizmu z jądra pochodzącego z dowolnej komórki ciała. W doświadczeniu z 277 przeprowadzonych fuzji powstało 29 zarodków, które wszczepiono matkom zastępczym (często po 2–3 na jedną). Ciąża przebiegała, w odróżnieniu od znanych przypadków klonowanych zwierząt, bez powikłań i w jej rezultacie na świat przyszła całkowicie zdrowa owca – Dolly. Całe swoje życie spędziła w Instytucie Roslin, gdzie nieustannie była obiektem uwagi mediów.W Instytucie została skojarzona z trykiem rasy Welsh Mountain o imieniu David, w wyniku czego przyszło na świat sześć jagniąt. W roku 2001 pięcioletnia wówczas Dolly zaczęła cierpieć z powodu zapalenia stawu w lewej tylnej nodze. Schorzenie to występuje u owiec, jednak zwykle nie pojawia się u zwierząt młodszych niż dziesięcioletnie. Dotyczy także raczej przednich nóg. Nie było jasne, czy tak wczesne wystąpienie zapalenia stawu u Dolly mogło być wynikiem klonowania. Zauważono jednak, że będąca w szczególnej uwadze mediów i gości Dolly cierpiała na nadwagę, co w połączeniu z nienaturalnym zwyczajem stawania na tylnych nogach podczas proszenia o smakołyki, mogło doprowadzić do wcześniejszego wystąpienia zapalenia w nietypowym miejscu. Także późniejsze badania różnych sklonowanych zwierząt dowiodły, że 77% z nich nie miało żadnych problemów ze zdrowiem. 14 lutego 2003 roku Dolly została uśpiona z powodu postępującej choroby płuc. Wywołało to spekulacje, że choroba była następstwem klonowania. Badania jednak tego nie potwierdziły, wykazując, że przyczyną była choroba występująca wśród owiec, z którymi Dolly miała styczność. Pojawiły się także opinie, że czynnikiem uwikłanym we wczesną śmierć Dolly mogło być przedwczesne starzenie. Miało to być spowodowane tym, że struktury chromosomalne związane z procesami starzenia i będące molekularnym indykatorem starzenia się, są krótsze niż spodziewane dla owcy w jej wieku. Jednak dalsze eksperymenty, także z innymi gatunkami, pokazała że przeważająca większość nie posiada żadnych anomalii tych struktur.

Od czasów Dolly z powodzeniem klonowano inne ssaki, wśród nich (daty dotyczą pierwszych sklonowanych zwierząt z danego gatunku):

- małpa rezus – styczeń 2000 r.

- świnia – Szkocja, 2000 r.

- bawół – styczeń 2001 r.

- krowa – 2001 r.

- mysz – potwierdzony eksperyment z 1998 r., w 2002 myszy zostały sklonowane z limfocytów T ostatecznie potwierdzając, że organizm może być klonowany z dowolnej komórki;

- królik – Francja, Korea Południowa, marzec – kwiecień 2003 r.

- muł – samiec w maju 2003, a samica w lipcu tego samego roku;

- jeleń – 2003 r.

- koń – maj 2003 r.

- szczur – 2003 r.

- muszki owocówki – 2004 r.

- gaur – 2001, pierwszy sklonowany gatunek grożący wyginięciem;

- wielbłąd – 2009 r.

- pies - kwiecień 2005 r.

- wilk – 2007 r., południowokoreańscy naukowcy sklonowali samice wilka. Zostało to potwierdzone, dzięki badaniom DNA, które wykazały, że dwie samice wilka Snuwolf i Snuwolffy to klony;

- kot – 2001 r., co ciekawe był to eksperyment zorganizowany jako pierwszy etap do próby klonowania psa.

~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~-~

Siedzę sobie ostatni dzień u rodzinki i wpadłam na pomysł, aby umieścić o klonowaniu, na razie ogólnym. Zresztą to kopia tekstu, który robiłam na projekt szkolny o... psach. Yeah. W domu już mam materiały do dalszej części, konkretnej o kotach. Ale to dopiero za kilka dni. A potem opowieści o kotach, które żyją tu w stodole oraz przygoda, która spotkała rudego kocura mojego innego wuja. Smutna historia, której końca jeszcze nie znam. Jednak wszystko to plany, które zrealizuje dopiero jak wrócę do mojego domku, do świniaka i chomika oraz do sąsiadów, z których najczęściej to mi się chce śmiać - ludzie są jednak czasami głupi w swoich zachowaniach.