Klonowanie
Klonem jest każda komórka lub jednostka, która jest identyczna z inną.
W biologii klonowanie jest procesem wytwarzania jednego lub więcej identycznych genetycznie osobników. W przypadku całych osobników oznacza to zazwyczaj celową produkcję identycznej kopii. Po raz pierwszy osiągnięto to u ssaków ze słynną owcą Dolly the sheep. Ludzkie identyczne bliźniaki są naturalnymi klonami. Tak samo jak potomstwo rozmnażania bezpłciowego, i każdego rozmnażania partenogenetycznego, które nie wiąże się z mejozą.
Klonowanie jest naturalne dla niektórych zwierząt, ale rzadkie u ssaków. Wyjątkiem jest pancernik dziewięciopasmówkowy, który zwykle rodzi identyczne poczwarki.
W genetyce i biologii komórkowej klonowanie odnosi się w szczególności do sekwencji DNA, a przez to do wszystkich innych makromolekuł.
Klony w liniach komórkowych występują, ale istnieją pewne oczywiste zastrzeżenia. Zmiany w DNA w jakimkolwiek kształcie lub formie oznaczają, że komórki córki nie są identyczne z komórkami matki. Zazwyczaj w trakcie rozwoju włącza się i wyłącza geny, a komórki córki stopniowo różnicują się w dojrzałe komórki tkankowe. Nie są one identyczne z oryginalnymi komórkami macierzystymi, a więc są klonami tylko w sensie, że pochodzą z tej samej komórki macierzystej.
Laboratoryjne kopiowanie molekuły w celu uzyskania dokładnych kopii nazywane jest również klonowaniem.
Nie do końca identyczne
Chociaż klony zaczynają się identycznie, mogą nie pozostać takie same. Identyczne bliźniaki zawsze mają nieco inne fenotypy.
Chociaż bliźnięta monozygotyczne są prawie identyczne genetycznie, to w badaniu z 2012 roku na 92 parach bliźniąt monozygotycznych stwierdzono, że na początku rozwoju płodu bliźnięta monozygotyczne nabywają kilkaset różnic genetycznych. Jest to spowodowane mutacjami (lub błędami kopiowania) zachodzącymi w DNA każdego z bliźniaków po rozszczepieniu zarodka. Szacuje się, że średnio zestaw bliźniaków monozygotycznych będzie miał około 360 różnic genetycznych, które wystąpiły we wczesnym stadium rozwoju płodu. Jednakże zmiany te mogą mieć niewielki praktyczny efekt. W praktyce identyczne bliźniaki wyglądają i działają w bardzo podobny sposób.
Inną przyczyną różnic między bliźniakami monozygotycznymi jest modyfikacja epigenetyczna. Są one spowodowane różnymi wpływami środowiska w ciągu całego życia, które wpływają na to, które geny są włączane lub wyłączane. Badanie 80 par bliźniaków monozygotycznych w wieku od trzech do 74 lat wykazało, że najmłodsze bliźniaki mają stosunkowo niewiele różnic epigenetycznych. Liczba różnic epigenetycznych wzrasta wraz z wiekiem. Pięćdziesięcioletnie bliźnięta miały ponad trzykrotnie większą różnicę epigenetyczną niż bliźnięta trzyletnie. Największe różnice miały bliźniaki, które spędziły życie oddzielnie (np. adoptowane przez dwa różne zestawy rodziców przy porodzie). Jednak pewne cechy, takie jak IQ i osobowość, stają się bardziej zbliżone do siebie wraz z wiekiem bliźniaków. Zjawisko to ilustruje wpływ genetyki na wiele aspektów cech i zachowań człowieka.
Gatunek sklonowany
- Karp: (1963) W Chinach embriolog Tong Dizhou wyprodukował pierwszą na świecie sklonowaną rybę, wprowadzając DNA z komórki samca karpia do jaja samicy karpia. Wyniki te opublikował w chińskim czasopiśmie naukowym.
- Myszy: (1986) Mysz była pierwszym ssakiem, który został skutecznie sklonowany z wczesnej komórki embrionalnej. Uczeni radzieccy Chaylakhyan, Veprencev, Sviridova i Nikitin kazali sklonować mysz "Masha". Badania zostały opublikowane w czasopiśmie "Biofizika", tom ХХХII, wydanie 5 z 1987 roku.
- Owca: (1996) Od wczesnych komórek embrionalnych Steena Willadsena. Megan i Morag[19] sklonowane z zróżnicowanych komórek embrionalnych w czerwcu 1995 r. i Dolly the sheep z komórki somatycznej w 1997 r.
- Monkey: (2000) Tetra, z rozszczepienia zarodka.
- Gaur: (2001) był pierwszym zagrożonym gatunkiem sklonowanym.
- Bydło: Samce Alpha i Beta 2001 i 2005, Brazylia.
- Cat: CopyCat "CC" (kotka, koniec 2001), Little Nicky, 2004, był pierwszym kotem sklonowanym w celach komercyjnych.
- Pies: (2005) Snuppy, samiec afgańskiego psa, był pierwszym sklonowanym psem.
- Szczur: (2003) Ralph, pierwszy sklonowany szczur.
- Muła: (2003) Idaho Gem, muł john, był pierwszym klonem z rodziny koniowatych.
- Koń: (2003) Prometea, samica Haflingera, była pierwszym klonem konia.
- Bawół wodny: (2009) Samrupa był pierwszym sklonowanym bawołem wodnym. Urodził się w India's Karnal National Diary Research Institute, ale zmarł pięć dni później z powodu infekcji płuc.
- Camel: (2009) Pierwszy sklonowany wielbłąd.
- Makak zjadający kraby: (2018) Po raz pierwszy naukowcy sklonowali każdą małpę lub małpę przy użyciu komórek pochodzących od dawcy starszego niż zarodek.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest klonowanie?
O: Klonowanie to proces wytwarzania jednego lub więcej identycznych genetycznie osobników. Może odnosić się do celowego wytworzenia identycznej kopii, jak w przypadku owcy Dolly, lub do klonów naturalnych, takich jak ludzkie bliźnięta jednojajowe lub potomstwo z rozmnażania bezpłciowego.
P: Jak działa klonowanie w genetyce i biologii komórki?
O: W genetyce i biologii komórki klonowanie odnosi się przede wszystkim do sekwencji DNA, a w konsekwencji do wszystkich innych makrocząsteczek. Zmiany w DNA w jakimkolwiek kształcie lub formie oznaczają, że komórki córki nie są identyczne z komórkami matki. Zazwyczaj podczas rozwoju geny są włączane i wyłączane, co powoduje, że komórki córki różnicują się w dojrzałe komórki tkanek, które nie są identyczne z pierwotnymi komórkami macierzystymi.
P: Czy klonowanie jest powszechne wśród ssaków?
O: Klonowanie jest naturalne dla niektórych zwierząt, ale rzadko występuje u ssaków. Wyjątkiem jest pancernik dziewięciopręcikowy, który zwykle rodzi identyczne czworaczki.
P: Czy istnieją laboratoryjne techniki klonowania cząsteczek?
O: Tak, laboratoryjne kopiowanie cząsteczek w celu uzyskania dokładnych kopii nazywane jest również klonowaniem.
P: Czy wszystkie klony są dokładnymi replikami siebie nawzajem?
O: Nie, zmiany w DNA powodują, że komórki córki nie zawsze są dokładnymi replikami komórki matki, nawet jeśli pierwotnie z niej powstały. Podczas rozwoju geny są włączane i wyłączane, co powoduje zróżnicowanie między komórkami córkami a pierwotnymi komórkami macierzystymi, więc mogą one nie być już dokładnymi replikami siebie nawzajem.
P: Czy owca Dolly jest przykładem klonowania?
O: Tak, Dolly została sklonowana przy użyciu techniki zwanej transferem jądra komórki somatycznej (SCNT). Był to jeden z pierwszych udanych przykładów klonowania ssaków w historii.
